KR20130114129A - Movable body apparatus, object processing device, exposure apparatus, flat-panel display manufacturing method, and device manufacturing method - Google Patents
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Abstract
기판 스테이지 디바이스 (PST) 에서, 기판 (P) 은 Y 스텝 정반 (50) 상에 탑재된 기판 지지 부재 (60) 에 의해 유지된다. 기판 지지 부재 (60) 는 Y 스텝 정반 (50) 상에서 주사 방향으로 긴 스트로크들로 이동한다. 기판 (P) 의 노광 영역 (IA) 에 대응하는 부분은 정점 스테이지 (80) 에 의해 하방으로부터 비접촉식으로 흡착 유지되며, 다른 부분들은 Y 스텝 정반 (50) 상에 배치된 복수의 에어 부상 디바이스들 (70) 에 의해 부상 지지된다. 기판 (P) 의 노광 영역 (IA) 에 대응하는 부분은, 기판 (P) 의 면위치가 정점 스테이지 (80) 에 의해 투영 광학계의 초점 심도 내에 위치되도록 제어된다.In the substrate stage device PST, the substrate P is held by the substrate supporting member 60 mounted on the Y step surface plate 50. The substrate support member 60 moves on long strokes in the scanning direction on the Y step surface plate 50. The portion corresponding to the exposure area IA of the substrate P is adsorbed and held in a non-contact manner from below by the vertex stage 80, and the other portions are provided with a plurality of air floating devices disposed on the Y step surface 50 ( 70) is supported by injury. The part corresponding to the exposure area IA of the board | substrate P is controlled so that the surface position of the board | substrate P may be located within the depth of focus of a projection optical system by the vertex stage 80. FIG.
Description
본 발명은, 이동체 장치들, 물체 처리 디바이스들, 노광 장치들, 플랫 패널 디스플레이 제조 방법들, 및 디바이스 제조 방법들에 관한 것으로, 더 상세하게는, 물체를 소정의 2 차원 평면을 따라 이동시키는 이동체 장치, 이동체 장치에 의해 유지된 물체에 소정의 처리를 수행하는 물체 처리 디바이스, 이동체 장치에 의해 유지된 물체 상에 소정의 패턴을 형성하는 노광 장치, 그 노광 장치를 이용하는 플랫 패널 디스플레이 제조 방법, 및 그 노광 장치를 이용하는 디바이스 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to mobile devices, object processing devices, exposure apparatuses, flat panel display manufacturing methods, and device manufacturing methods, and more particularly, a mobile body for moving an object along a predetermined two-dimensional plane. An apparatus, an object processing device that performs a predetermined process on an object held by a moving apparatus, an exposure apparatus forming a predetermined pattern on an object held by the moving apparatus, a flat panel display manufacturing method using the exposure apparatus, and A device manufacturing method using the exposure apparatus.
종래, 액정 디스플레이 디바이스들 및 반도체 디바이스들 (이를 테면 집적 회로들) 과 같은 전자 디바이스들 (마이크로디바이스들) 을 제조하기 위한 리소그래피 공정에서는, 스텝-앤드-리피트 방식에 의한 투영 노광 장치 (소위 스텝퍼), 또는 스텝-앤드-스캔 방식에 의한 투영 노광 장치 (소위 스캐닝 스텝퍼 (스캐너라고도 불린다)) 와 같은 노광 장치들이 주로 사용되고 있다.Conventionally, in a lithography process for manufacturing electronic devices (microdevices) such as liquid crystal display devices and semiconductor devices (such as integrated circuits), a projection exposure apparatus (so-called stepper) by a step-and-repeat method Or exposure apparatuses such as a projection exposure apparatus (so-called scanning stepper (also called a scanner)) by a step-and-scan method are mainly used.
이런 유형의 노광 장치에서는, 노광 대상 물체 (유리 플레이트 (glass plate) 또는 웨이퍼 (이하, 일반적으로 "기판" 으로 지칭)) 가 기판 스테이지 디바이스 상에 탑재된다. 그리고, 마스크 (또는 레티클) 상에 형성된 회로 패턴이 투영 렌즈와 같은 광학계를 통한 노광광의 조사에 의해 기판으로 전사된다 (예를 들어, 특허문헌 1 참조).In this type of exposure apparatus, an object to be exposed (glass plate or wafer (hereinafter generally referred to as "substrate")) is mounted on a substrate stage device. And the circuit pattern formed on the mask (or reticle) is transferred to a board | substrate by irradiation of exposure light through an optical system like a projection lens (for example, refer patent document 1).
여기서, 최근, 노광 장치들의 노광 대상 기판들, 특히 액정 디스플레이들용으로 사용되는 직사각형 형상의 유리 플레이트들은, 예를 들어 한 변이 3 미터 이상인 것과 같이 사이즈가 증가하는 경향이 있고 (이는 기판 스테이지 디바이스의 사이즈의 증가를 야기한다), 그 중량도 증가하는 경향이 있다. 따라서, 노광 물체 (기판) 의 위치를 고속, 고정밀도로 제어할 수 있는 소형 경량 스테이지 디바이스의 개발이 요망되었다.Here, recently, the substrates to be exposed of the exposure apparatuses, in particular rectangular glass plates used for liquid crystal displays, tend to increase in size, for example, 3 sides or more on one side (which is the case of the substrate stage device). Causes an increase in size), and its weight also tends to increase. Therefore, the development of the small size and light weight stage device which can control the position of an exposure object (substrate) at high speed and high precision is desired.
본 발명의 제 1 양태에 따르면, 수평면에 평행한 소정의 2 차원 평면을 따라 배치된 물체의 단부 (edge) 를 유지하고, 적어도 2 차원 평면 내의 제 1 방향으로 소정의 스트로크들로 이동가능한 제 1 이동체; 및 제 1 이동체의 제 1 방향의 이동가능 범위 내에서 물체를 하방으로부터 지지하는 물체 지지 부재를 포함하고, 제 1 이동체와 함께 2 차원 평면 내에서 제 1 방향에 직교하는 제 2 축에 평행한 제 2 방향으로 이동가능한 제 2 이동체를 포함하는 제 1 이동체 장치가 제공되어 있다.According to a first aspect of the present invention, there is provided a first device, which maintains an edge of an object disposed along a predetermined two-dimensional plane parallel to a horizontal plane and is movable in predetermined strokes in a first direction within at least the two-dimensional plane. Moving bodies; And an object support member for supporting the object from below in the movable range of the first moving body in the first direction and being parallel to a second axis orthogonal to the first direction in the two-dimensional plane with the first moving body. A first mobile device comprising a second mobile device movable in two directions is provided.
이 장치에 따르면, 제 1 이동체가 제 1 방향으로 소정의 스트로크들로 이동함으로써, 제 1 이동체에 의해 유지된 물체는, 그 물체가 하방으로부터 지지된 상태에서 제 1 방향으로 소정의 스트로크들로 이동한다. 또한, 물체 지지 부재를 갖는 제 2 이동체가 제 1 이동체와 함께 제 2 방향으로 이동하기 때문에, 물체는 제 1 방향으로 및/또는 제 2 방향으로 임의로 구동될 수 있다. 물체가 그 물체의 이동가능 범위 내에서 계속 물체 지지 부재에 의해 하방으로부터 지지되기 때문에, 자중 (self-weight) 으로 인한 휨 (bending) 이 억제될 수 있다. 따라서, 물체를 그 물체와 동일한 정도의 면적을 갖는 유지 부재 상에 탑재하고, 그 유지 부재를 구동하는 경우와 비교할 때, 장치의 중량 및 사이즈가 감소될 수 있다.According to this apparatus, the first movable body moves in predetermined strokes in the first direction, whereby the object held by the first movable body moves in predetermined strokes in the first direction while the object is supported from below. do. Further, since the second movable body having the object supporting member moves in the second direction together with the first movable body, the object can be arbitrarily driven in the first direction and / or in the second direction. Since the object is supported from below by the object supporting member continuously within the movable range of the object, bending due to self-weight can be suppressed. Therefore, when the object is mounted on the holding member having the same area as the object and the holding member is driven, the weight and size of the apparatus can be reduced.
본 발명의 제 2 양태에 따르면, 본 발명의 이동체 장치; 및 물체에 소정의 처리를 수행하기 위해, 그 물체 중 유지 디바이스에 의해 유지된 부분에 유지 디바이스와는 반대의 측으로부터 소정의 동작을 실행하는 실행 디바이스를 포함하는 물체 처리 디바이스가 제공되어 있다.According to a second aspect of the present invention, there is provided a mobile device of the present invention; And an execution device that executes a predetermined operation from a side opposite to the holding device in a portion of the object held by the holding device to perform a predetermined processing on the object.
본 발명의 제 3 양태에 따르면, 본 발명의 이동체 장치; 및 에너지 빔으로 물체를 노광하여 물체 상에 소정의 패턴을 형성하는 패턴 형성 디바이스를 포함하는 노광 장치가 제공되어 있다.According to a third aspect of the present invention, there is provided a mobile device of the present invention; And a pattern forming device for exposing an object with an energy beam to form a predetermined pattern on the object.
본 발명의 제 4 양태에 따르면, 본 발명의 노광 장치를 이용하여 기판을 노광하는 단계; 및 노광된 기판을 현상하는 단계를 포함하는 플랫 패널 디스플레이 제조 방법이 제공되어 있다.According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method of exposing a substrate using an exposure apparatus of the present invention; And developing the exposed substrate.
본 발명의 제 5 양태에 따르면, 본 발명의 노광 장치를 이용하여 물체를 노광하는 단계; 및 노광된 물체를 현상하는 단계를 포함하는 디바이스 제조 방법이 제공되어 있다.According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a method of exposing an object using an exposure apparatus of the present invention; And developing the exposed object.
본 발명의 제 6 양태에 따르면, 에너지 빔으로 물체를 노광하여 물체 상에 패턴을 형성하는 제 2 노광 장치로서, 수평면에 평행한 소정의 2 차원 평면을 따라 배치된 물체의 단부를 유지하고, 적어도 2 차원 평면 내의 제 1 방향으로 소정의 스트로크들로 이동가능한 제 1 이동체; 제 1 이동체의 제 1 방향의 이동가능 범위 내에서 물체를 하방으로부터 지지하는 물체 지지 부재를 포함하고, 제 1 이동체와 함께 2 차원 평면 내에서 제 1 방향에 직교하는 제 2 방향으로 이동가능한 제 2 이동체; 및 에너지 빔으로 물체를 노광하는 노광계를 포함하는, 상기 제 2 노광 장치가 제공되어 있다.According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a second exposure apparatus for exposing an object with an energy beam to form a pattern on the object, the end exposure of the object being disposed along a predetermined two-dimensional plane parallel to the horizontal plane, and at least A first movable body movable in predetermined strokes in a first direction in a two-dimensional plane; A second supporting member which supports an object from below within a movable range of the first moving body in a first direction, and movable with the first moving body in a second direction orthogonal to the first direction in a two-dimensional plane; Moving bodies; And an exposure system for exposing an object with an energy beam.
본 발명의 제 7 양태에 따르면, 상기 설명된 제 2 노광 장치를 이용하여 기판을 노광하는 단계; 및 노광된 기판을 현상하는 단계를 포함하는 플랫 패널 디스플레이 제조 방법이 제공되어 있다.According to a seventh aspect of the invention, there is provided a method of exposing a substrate using a second exposure apparatus described above; And developing the exposed substrate.
본 발명의 제 8 양태에 따르면, 상기 설명된 제 2 노광 장치를 이용하여 물체를 노광하는 단계; 및 노광된 물체를 현상하는 단계를 포함하는 디바이스 제조 방법이 제공되어 있다.According to an eighth aspect of the present invention, there is provided a method, comprising: exposing an object using the above-described second exposure apparatus; And developing the exposed object.
도 1 은 제 1 실시형태의 액정 노광 장치의 구성을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 2 는 도 1 의 액정 노광 장치가 갖는 기판 스테이지 디바이스의 평면도이다.
도 3 은 도 2 의 선 A-A 의 단면도이다.
도 4 는 기판 스테이지 디바이스가 갖는 정점 스테이지 디바이스의 단면도 (도 3 의 일부 확대도) 이다.
도 5(A) 및 도 5(B) 는, 노광 처리 시에 기판 스테이지 디바이스의 동작을 설명하는데 사용된 도면들 (번호 1 및 번호 2) 이다.
도 6(A) 및 도 6(B) 는, 노광 처리 시에 기판 스테이지 디바이스의 동작을 설명하는데 사용된 도면들 (번호 3 및 번호 4) 이다.
도 7(A) 및 도 7(B) 는, 노광 처리 시에 기판 스테이지 디바이스의 동작을 설명하는데 사용된 도면들 (번호 5 및 번호 6) 이다.
도 8(A) 및 도 8(B) 는, 노광 처리 시에 기판 스테이지 디바이스의 동작을 설명하는데 사용된 도면들 (번호 7 및 번호 8) 이다.
도 9 는 제 2 실시형태에 관한 기판 스테이지 디바이스의 평면도이다.
도 10 은 도 9 의 기판 스테이지 디바이스를 +X 측으로부터 본 도면이다.
도 11 은 제 3 실시형태에 관한 기판 스테이지 디바이스의 평면도이다.
도 12(A) 는, 도 11 의 선 B-B 의 단면도이고, 도 12(B) 는, 도 11 의 기판 스테이지 디바이스를 +X 측으로부터 본 측면도이다.
도 13(A) 는, 도 11 의 기판 스테이지 디바이스가 갖는 기판 지지 부재의 단면도이고, 도 13(B) 는, 제 3 실시형태에 관한 기판 지지 부재의 변형예를 도시한 도면이다.1 is a diagram schematically showing a configuration of a liquid crystal exposure apparatus of a first embodiment.
FIG. 2 is a plan view of the substrate stage device of the liquid crystal exposure apparatus of FIG. 1. FIG.
3 is a cross-sectional view of the line AA of FIG. 2.
4 is a cross-sectional view (partially enlarged view of FIG. 3) of the vertex stage device that the substrate stage device has.
5A and 5B are drawings (number 1 and number 2) used to explain the operation of the substrate stage device in the exposure process.
6A and 6B are figures (number 3 and 4) used to explain the operation of the substrate stage device in the exposure process.
7 (A) and 7 (B) are drawings (number 5 and 6) used to explain the operation of the substrate stage device in the exposure process.
8A and 8B are views (number 7 and number 8) used to explain the operation of the substrate stage device in the exposure process.
9 is a plan view of the substrate stage device according to the second embodiment.
10 is a view of the substrate stage device of FIG. 9 seen from the + X side.
11 is a plan view of the substrate stage device according to the third embodiment.
FIG. 12: (A) is sectional drawing of the line BB of FIG. 11, and FIG. 12 (B) is the side view which looked at the board | substrate stage device of FIG. 11 from the + X side.
FIG. 13: (A) is sectional drawing of the board | substrate support member which the board | substrate stage device of FIG. 11 has, and FIG. 13 (B) is a figure which shows the modification of the board | substrate support member which concerns on 3rd Embodiment.
- 제 1 실시형태-First embodiment
이하, 제 1 실시형태에 대해서, 도 1 내지 도 8(B) 를 참조하여 설명한다.Hereinafter, 1st Embodiment is described with reference to FIGS. 1-8 (B).
도 1 은, 제 1 실시형태에 관한 액정 노광 장치 (10) 의 구성을 개략적으로 도시한다. 액정 노광 장치 (10) 는, 액정 디스플레이 디바이스 (플랫 패널 디스플레이) 에 사용되는 직사각형 유리 기판 (P) (이하, 간단히 기판 (P) 으로 지칭) 을 노광 대상물로 하는 스텝-앤드-스캔 방식에 의한 투영 노광 장치, 또는 소위 스캐너이다.1 schematically shows a configuration of a liquid
액정 노광 장치 (10) 는, 도 1 에 도시된 바와 같이, 조명계 (IOP), 마스크 (M) 를 유지하는 마스크 스테이지 (MST), 투영 광학계 (PL), 마스크 스테이지 (MST), 투영 광학계 (PL) 등을 지지하는 디바이스 본체 (30), 기판 (P) 을 유지하는 기판 스테이지 디바이스 (PST), 및 이들의 제어계 등을 구비하고 있다. 이하에서는, 노광 시에 마스크 (M) 와 기판 (P) 이 투영 광학계 (PL) 에 대하여 각각 주사되는 방향을 X 축 방향으로 하고, 수평면 내에서 X 축 방향에 직교하는 방향을 Y 축 방향, 그리고 X 축 방향 및 Y 축 방향에 직교하는 방향을 Z 축 방향으로 하고, X 축, Y 축 및 Z 축 둘레의 회전 (경사) 방향들을 각각 θx 방향, θy 방향, 및 θz 방향으로 하여 설명을 행한다. 또한, X 축 방향, Y 축 방향 및 Z 축 방향의 위치들을 각각 X 위치, Y 위치 및 Z 위치로 하여 설명을 행한다.As shown in FIG. 1, the liquid
조명계 (IOP) 는, 예를 들어 미국 특허 제6,552,775호 명세서 등에 개시되는 조명계와 유사하게 구성된다. 더 상세하게는, 조명계 (IOP) 는, 도시되지 않은 광원 (예를 들어, 수은 램프) 으로부터 사출된 광을, 도시되지 않은 반사경, 다이크로익 미러, 셔터, 파장 선택 필터, 각종 유형의 렌즈 등을 통해, 노광용 조명광 (조명광) (IL) 으로 하여 마스크 (M) 에 조사한다. 조명광 (IL) 으로서는, 예를 들어, i 선 (파장 365nm), g 선 (파장 436nm), 또는 h 선 (파장 405nm) 등의 광 (또는 상기 설명된 i 선, g 선, 및 h 선의 합성광) 이 사용된다. 또한, 조명광 (IL) 의 파장은, 파장 선택 필터에 의해, 예를 들어 요구된 해상도에 따라 적절히 스위칭될 수 있다.The illumination system IOP is configured similarly to the illumination system disclosed, for example, in US Pat. No. 6,552,775 specification and the like. In more detail, the illumination system IOP is configured to emit light emitted from a light source (e.g., a mercury lamp) not shown, a reflector, a dichroic mirror, a shutter, a wavelength selective filter, various types of lenses, etc., not shown. It irradiates to the mask M as exposure illumination light (illumination light) IL for exposure via. As the illumination light IL, for example, light such as i-ray (365 nm wavelength), g-ray (wavelength 436 nm), or h-ray (wavelength 405 nm) (or synthetic light of the i-ray, g-ray, and h-ray described above). ) Is used. In addition, the wavelength of the illumination light IL can be suitably switched by a wavelength selective filter, for example according to the required resolution.
마스크 스테이지 (MST) 상에는, 회로 패턴 등이 형성되는 패턴면 (도 1 의 하면) 을 갖는 마스크 (M) 가, 예를 들어 진공 흡착에 의해 고정되어 있다. 마스크 스테이지 (MST) 는, 디바이스 본체 (30) 의 일부인 경통 정반 (31) 상에 고정된 한쌍의 마스크 스테이지 가이드들 (35) 상에 비접촉식으로 탑재되고, 예를 들어, 리니어 모터를 포함하는 마스크 스테이지 구동계 (미도시) 에 의해 주사 방향 (X 축 방향) 으로 소정의 스트로크들로 구동되며, 또한 Y 축 방향, 및 θz 방향으로 적절히 미소 구동된다. 마스크 스테이지 (MST) 의 XY 평면 내의 위치 정보 (θz 방향의 회전 정보를 포함) 는, 도시되지 않은 레이저 간섭계를 포함하는 마스크 간섭계 시스템에 의해 계측된다.On the mask stage MST, the mask M which has a pattern surface (lower surface of FIG. 1) in which a circuit pattern etc. are formed is fixed by vacuum suction, for example. The mask stage MST is mounted in a non-contact manner on a pair of
투영 광학계 (PL) 는, 도 1 의 마스크 스테이지 (MST) 의 하방에서, 경통 정반 (31) 에 의해 지지되어 있다. 본 실시형태의 투영 광학계 (PL) 는, 예를 들어 미국 특허 제6,552,775호 명세서에 개시된 투영 광학계와 유사한 구성을 갖고 있다. 더 상세하게는, 투영 광학계 (PL) 는, 마스크 (M) 의 패턴 이미지가 투영되는 투영 영역들이 지그재그 형상으로 배치되는 복수의 투영 광학계들 (멀티-렌즈 투영 광학계들) 을 포함하며, Y 축 방향을 길이 방향으로 하는 직사각형 형상을 가진 단일 이미지 필드를 갖는 투영 광학계와 동일하게 기능한다. 본 실시형태에서는, 복수의 투영 광학계들 각각으로서는, 예를 들어, 양측 텔레센트릭인 등배계이며, 정립정상 (erected normal image) 을 형성하는 투영 광학계가 사용된다. 이하에서는, 투영 광학계 (PL) 의 지그재그 형상으로 배치된 복수의 투영 영역들을 모두 노광 영역 (IA) (도 2 참조) 이라 지칭한다.The projection optical system PL is supported by the
따라서, 조명계 (IOP) 로부터의 조명광 (IL) 으로 마스크 (M) 상의 조명 영역이 조명되면, 마스크 (M) 를 통과한 조명광 (IL) 에 의해, 그 조명 영역 내의 마스크 (M) 의 회로 패턴의 투영 이미지 (부분 정립상) 가, 투영 광학계 (PL) 를 통해, 표면에 레지스트 (감응제) 가 도포된 기판 (P) 상의, 조명 영역에 공액인, 조명광 (IL) 의 조사 영역 (노광 영역 (IA)) 상에 형성된다. 그러면, 마스크 스테이지 (MST) 와 기판 스테이지 (PST) 의 동기 구동에 의해, 조명 영역 (조명광 (IL)) 에 대하여 마스크 (M) 를 주사 방향 (X 축 방향) 으로 이동시킴과 함께, 노광 영역 (IA) (조명광 (IL)) 에 대하여 기판 (P) 을 주사 방향 (X 축 방향) 으로 이동시킴으로써, 기판 (P) 상의 하나의 샷 영역 (구획 영역) 의 주사 노광이 수행되고, 그 샷 영역에 마스크 (M) 의 패턴 (마스크 패턴) 이 전사된다. 더 상세하게는, 본 실시형태에서는, 조명계 (IOP) 및 투영 광학계 (PL) 에 의해 기판 (P) 상에 마스크 (M) 의 패턴이 생성되고, 조명광 (IL) 으로의 기판 (P) 상의 감응층 (레지스트층) 의 노광에 의해 기판 (P) 상에 그 패턴이 형성된다.Therefore, when the illumination region on the mask M is illuminated by the illumination light IL from the illumination system IOP, the illumination pattern IL of the circuit pattern of the mask M in the illumination region is controlled by the illumination light IL passing through the mask M. Irradiation area (exposed area) of the projected image (partial grained image) is conjugated to the illumination area on the substrate P on which the resist (sensitizer) is applied to the surface via the projection optical system PL. IA)). Then, the mask M is moved in the scanning direction (X-axis direction) with respect to the illumination region (illumination light IL) by synchronous driving of the mask stage MST and the substrate stage PST, and the exposure region ( By moving the substrate P in the scanning direction (X axis direction) with respect to IA (illumination light IL), scanning exposure of one shot region (compartment region) on the substrate P is performed, The pattern (mask pattern) of the mask M is transferred. More specifically, in this embodiment, the pattern of the mask M is produced | generated on the board | substrate P by the illumination system IOP and the projection optical system PL, and it responds on the board | substrate P to illumination light IL. The pattern is formed on the board | substrate P by exposure of a layer (resist layer).
디바이스 본체 (30) 는, 전술한 경통 플랫폼 (31), 경통 플랫폼 (31) 의 +Y 측, 및 -Y 측의 단부들 근방의 각각을 하방으로부터 지지하는 한쌍의 사이드 컬럼들 (32), 및 한쌍의 사이드 컬럼들 (32) 의 각각을 하방으로부터 지지하는 기판 스테이지 가대 (33) 를 포함한다. 기판 스테이지 가대 (33) 는, X 축 방향을 길이 방향으로 하는 평면에서 보아 (平面視) 직사각형 형상을 갖는 플레이트 형상의 부재 (도 2 참조) 로 이루어지는 본체부 (33a), 한쌍의 사이드 컬럼들 (32) 을 각각 지지하는 한쌍의 지지부들 (33b), 및 한쌍의 지지부들 (33b) 과 본체부 (33a) 를 접속하는 한쌍의 접속부들 (33c) 을 포함한다. 본체부 (33a), 한쌍의 지지부들 (33b) 및 한쌍의 접속부들 (33c) 은, 일체적으로 형성되어 있다. 한쌍의 지지부들 (33b) 각각은, 클린룸의 마루 (floor) (11) 상에 설치된 방진 장치 (34) 상에 하방으로부터 지지되어 있다. 이것은 디바이스 본체 (30) 에 의해 지지된 상기 설명된 마스크 스테이지 (MST), 및 투영 광학계 (PL) 를 마루 (11) 에 대하여 진동적으로 분리한다.The
본체부 (33a) 의 상면에는, 도 2 에 도시된 바와 같이, 한쌍의 Y 고정자들 (37) 이 고정되어 있다. 한쌍의 Y 고정자들 (37) 은, Y 축에 평행으로 연장된 부재들로 이루어지고, X 축 방향으로 소정의 간격을 두고 서로 평행하게 배치되어 있다. 한쌍의 Y 고정자들 (73) 의 각각은, Y 축 방향으로 배열된 복수의 영구 자석들을 포함하는 자석 유닛을 갖고 있다. 또한, 본체부 (33a) 의 상면 상에서, +X 측의 Y 고정자 (37) 의 +X 측 및 -X 측에는, 각각 Y 축에 평행으로 연장되는 Y 리니어 가이드 부재들 (38) 이 서로 평행하게 고정되어 있다. 또한, 본체부 (33a) 의 상면 상에서, -X 측의 Y 고정자 (37) 의 +X 측 및 -X 측에도, 각각 Y 축에 평행으로 연장되는 Y 리니어 가이드 부재들 (38) 이 서로 평행하게 고정되어 있다. 부수적으로, 도 2 (및 도 5(A) 내지 도 8(B)) 에는, 기판 스테이지 가대 (33) 중, 한쌍의 지지부들 (33b), 및 한쌍의 접속부들 (33c) (각각 도 1 참조) 의 도시가 생략되어 있다.On the upper surface of the
도 2 에 도시된 바와 같이, 기판 스테이지 디바이스 (PST) 는, Y 스텝 정반 (50), 기판 지지 부재 (60), 복수의 에어 부상 디바이스들 (70), 및 정점 스테이지 (80) 등을 구비하고 있다.As shown in FIG. 2, the substrate stage device PST includes a Y
Y 스텝 정반 (50) 은, X 축 방향을 길이 방향으로 하는 평면에서 보아 직사각형 형상을 가진 XY 평면에 평행한 플레이트 형상의 부재로 이루어지고, 본체부 (33a) 의 상방에 배치되어 있다. Y 스텝 정반 (50) 의 폭의 치수 (Y 축 방향의 치수 (길이)) 는, 기판 (P) 의 폭의 치수 (Y 축 방향의 치수 (길이)) 와 동일한 정도로 (실제로는 약간 더 길다) 설정되어 있다. 또한, Y 스텝 정반 (50) 의 길이 방향의 치수 (길이) 는, 기판 (P) 의 X 축 방향의 이동 범위를 커버하는 치수 (길이) 로 설정되어 있고, 본 실시형태에서는, 예를 들어 기판 (P) 의 X 축 방향의 치수의 2.5 배 정도로 설정되어 있다. 도 2 및 도 3 으로부터 알 수 있는 바와 같이, Y 스텝 정반 (50) 의 중앙부에는, Y 축 방향으로 긴, 긴 슬롯 형상의 개구부 (50a) 가 형성되어 있다.The Y-
Y 스텝 정반 (50) 의 하면에는, 도 3 에 도시된 바와 같이, 한쌍의 Y 가동자들 (57) 이 한쌍의 Y 고정자들 (37) 각각에 대향하여 고정되어 있다. 각 Y 가동자 (57) 는, 도시되지 않은 코일을 포함하는 코일 유닛을 갖는다. Y 스텝 정반 (50) 은, 한쌍의 Y 고정자들 (37) 과 한쌍의 Y 가동자들 (57) 로 이루어지는, 예를 들어, 2 개 (한쌍) 의 Y 리니어 모터들에 의해, 기판 스테이지 가대 (33) 상에서 Y 축 방향으로 소정의 스트로크들로 구동된다.On the lower surface of the Y
또한, Y 스텝 정반 (50) 의 하면에는, 복수의 Y 슬라이더들 (58) 이 고정되어 있다. Y 슬라이더 (58) 는, XZ 단면이 역 U 자상인 부재로 이루어지고, Y 리니어 가이드 부재들 (38) 과 저마찰로 슬라이드가능하게 계합하고 있다. 예를 들어, 2 개의 Y 슬라이더들 (58) 은, 도 1 에 도시된 바와 같이, 하나의 Y 리니어 가이드 부재 (38) 에 제공된다. 따라서, 본 실시형태에서는, Y 스텝 정반 (50) 의 하면에는, 예를 들어 4 개의 Y 리니어 가이드 부재들 (38) 에 대응하여, 예를 들어, 합계 8 개의 Y 슬라이더들 (58) 이 고정되어 있다 (도 3 에서는, 8 개의 Y 슬라이더들 (58) 중, 4 개의 Y 슬라이더들은, 나머지 4 개의 Y 슬라이더들의 지면 안쪽에 숨겨져 있다).In addition, a plurality of
다시 도 2 를 참조하면, Y 스텝 정반 (50) 의 상면의 +Y 측의 단부 근방, 및 -Y 측의 단부 근방에는, 각각 X 축에 평행으로 연장된 X 리니어 가이드들 (54) 이 서로 평행하게 고정되어 있다.Referring again to FIG. 2, in the vicinity of the end on the + Y side of the upper surface of the Y
기판 지지 부재 (60) 는, 도 2 에 도시된 바와 같이, 평면에서 보아 U 자상을 갖는 부재로 이루어지고, 기판 (P) 을 하방으로부터 지지한다. 기판 지지 부재 (60) 는, 한쌍의 X 지지 부재들 (61) 과, 한쌍의 X 지지 부재들 (61) 을 연결하는 한쌍의 연결 부재들 (62) 을 포함한다.As shown in FIG. 2, the board |
한쌍의 X 지지 부재들 (61) 은, 각각 X 축 방향을 길이 방향으로 하는 YZ 단면 형상이 직사각형 (도 1 참조) 인 바 형상의 부재로 이루어지고, Y 축 방향으로 소정의 간격 (기판 (P) 의 Y 축 방향의 치수보다 약간 짧은 간격) 을 두고 서로 평행하게 배치되어 있다. 한쌍의 X 지지 부재들 (61) 각각의 길이 방향의 치수는, 기판 (P) 의 X 축 방향의 치수보다 약간 길게 설정되어 있다. 기판 (P) 은, +Y 측 및 -Y 측의 단부에 가깝게, 한쌍의 X 지지 부재들 (61) 에 의해 하방으로부터 지지된다.The pair of
한쌍의 X 지지 부재들 (61) 의 각각은, 그 상면에 도시되지 않은 흡착 패드를 갖고 있다. 한쌍의 X 지지 부재들 (61) 은, 기판 (P) 의 Y 축 방향의 양 단부들 근방을 하방으로부터, 예를 들어 진공 흡착에 의해 흡착 및 유지한다. -Y 측의 X 지지 부재 (61) 의 -Y 측의 측면에는, Y 축에 직교하는 반사면을 갖는 Y 가동 미러 (movable mirror) (68y) (바 미러) 가 부착되어 있다.Each of the pair of
도 1 에 도시된 바와 같이, 한쌍의 X 지지 부재들 (61) 간의 Y 축 방향의 간격은, 한쌍의 X 리니어 가이드들 (54) 에 대응한다. 한쌍의 X 지지 부재들 (61) 의 각각의 하면에는, YZ 단면이 역 U 자상인 부재로 이루어지고, 대응하는 X 리니어 가이드 (54) 와 저마찰로 슬라이드가능하게 계합하는 X 슬라이더 (64) 가 고정되어 있다. 부수적으로, 도 1 에는 지면 안쪽에서 슬라이더들이 오버랩하고 있기 때문에 도시되어 있지는 않지만, 예를 들어, 2 개의 X 슬라이더들 (64) 이 X 리니어 가이드 (54) 에 대하여 제공되어 있다.As shown in FIG. 1, the interval in the Y axis direction between the pair of
연결 부재 (62) 는, Y 축 방향을 길이 방향으로 하는 XZ 단면 형상이 직사각형 (도 3 참조) 인 바 형상의 부재로 이루어지고, 한쌍의 X 지지 부재 (61) 의 -Y 측의 단부들 상호간을 연결하고 있다. 여기서, 연결 부재 (62) 는, 도 1 및 도 3 으로부터 알 수 있는 바와 같이, 한쌍의 X 지지 부재들 (61) 각각의 상면 상에 탑재되어 있고, 그 하면의 Z 위치는, 기판 (P) 의 하면의 Z 위치와 거의 동일하게 되어 있다. 또한, 도 2 에 도시된 바와 같이, 연결 부재 (62) 의 -X 측의 측면에는, X 축에 직교하는 반사면을 갖는 X 가동 미러 (68x) (바 미러) 가 부착되어 있다.The connecting
또한, 기판 지지 부재 (60) 는, 도시되지 않지만, 예를 들어 Y 스텝 정반 (50) 의 상면에 고정된 한쌍의 고정자들 (예를 들어 X 축 방향으로 배열된 복수의 영구 자석들을 포함하는 자석 유닛) 과, 한쌍의 X 지지 부재들 (61) 의 각각의 하면에 고정된 한쌍의 가동자들 (예를 들어 코일을 포함하는 코일 유닛) 로 이루어지는 2 개의 X 리니어 모터들에 의해, Y 스텝 정반 (50) 상에서 X 축 방향으로 소정의 스트로크들로 구동된다. 기판 지지 부재 (60) 는, Y 스텝 정반 (50) 이 Y 축 방향으로 소정의 스트로크들로 구동됨으로써, 그 Y 스텝 정반 (50) 과 일체적으로 Y 축 방향으로 소정의 스트로크들로 구동되고, 이것과 병행하여 (또는 독립하여), 기판 지지 부재 (60) 는, Y 스텝 정반 (50) 상에서 X 축 방향으로 소정의 스트로크들로 구동됨으로써, X 축 방향, 및 Y 축 방향으로 소정의 스트로크들로 구동된다.In addition, the
기판 지지 부재 (60) 의 XY 평면 내의 위치 정보는, 한쌍의 X 간섭계들 (66x) 및 한쌍의 Y 간섭계들 (66y) 을 포함하는 기판 간섭계 시스템에 의해 얻어진다. 한쌍의 X 간섭계들 (66x) 및 한쌍의 Y 간섭계들 (66y) 은, 도시되지 않은 고정 부재를 통해 디바이스 본체 (30) 에 고정되어 있다. X 간섭계 (66x) (또는 Y 간섭계 (66y)) 는, 도시되지 않은 광원으로부터의 광을 도시되지 않은 빔 스플리터를 이용하여 분할하고, 그 일방의 광을 측장빔 (measurement beam) 으로서 X 가동 미러 (68x) (또는 Y 가동 미러 (68y)) 에, 그 타방의 광을 참조빔 (reference beam) 으로서 투영 광학계 (PL) (또는 투영 광학계 (PL) 와 일체인 것으로 간주될 수 있는 부재) 에 부착되어 있는 고정 미러 (미도시) 에 각각 조사하고, 측장빔의 X 가동 미러 (68x) (또는 Y 가동 미러 (68y)) 로부터의 반사광, 및 참조빔의 고정 미러로부터의 반사광을 다시 중첩시키며, 도시되지 않은 수광 소자에 그 빔들을 입사시켜, 그 빔들의 간섭에 기초하여, 고정 미러의 반사면의 위치를 기준으로 하는 X 가동 미러 (68x) (또는 Y 가동 미러 (68y)) 의 반사면의 위치 (즉, 기판 지지 부재 (60) 의 변위) 를 얻는다.The positional information in the XY plane of the
각각, 기판 지지 부재 (60) 를 구동하기 위한 X 리니어 모터는, 한쌍의 X 간섭계들 (66x) 의 출력에 기초하여 제어되고, Y 스텝 정반 (50) 을 구동하기 위한 Y 리니어 모터는, 한쌍의 Y 간섭계들 (66y) (또는 도시되지 않은 Y 리니어 인코더) 의 출력에 기초하여 제어된다. 또한, 한쌍의 Y 간섭계들 (66y) 간의 간격 (및 수) 은, 기판 지지 부재 (60) 의 X 축 방향의 위치에 관계없이, 적어도 일방의 Y 간섭계 (66y) 로부터의 측장빔이 Y 가동 미러 (68y) 에 조사되도록 설정된다. 그와는 반대로, 한쌍의 X 간섭계들 (68x) 간의 간격은, 기판 지지 부재 (60) 의 Y 축 방향의 위치에 관계없이, 한쌍의 X 간섭계들 (66x) 로부터의 측장빔들 각각이 계속 X 가동 미러 (68x) 에 조사되도록 설정된다.Respectively, the X linear motor for driving the
복수, 본 실시형태에서는, 예를 들어 10 개의 에어 부상 디바이스들 (70) 은, Y 스텝 정반 (50) 의 상면에 고정되어 있다. 예를 들어, 10 개의 에어 부상 디바이스들 (70) 중, 예를 들어, 5 개는 개구부 (50a) 의 +X 측에 있고, 복수의 X 리니어 가이드들 (54) 간의 영역에 Y 축 방향으로 소정의 간격을 두고 배치되고, 나머지, 예를 들어 5 개의 에어 부상 디바이스들은 개구부 (50a) 의 -X 측에 있고, 복수의 X 리니어 가이드들 (54) 간의 영역에 Y 축 방향으로 소정의 간격을 두고 배치되어 있다. 예를 들어, 10 개의 에어 부상 디바이스들 (70) 의 각각은, 그들의 배치가 상이한 점을 제외하고는, 실질적으로 동일하다.Plural, in this embodiment, ten
각 에어 부상 디바이스 (70) 는, X 축 방향으로 연장되는 (Y 축 방향 및 Z 축 방향의 치수보다 X 축 방향의 치수가 길다) 직사각형 평행육면체 부재로 이루어지고, 그 길이 방향의 치수는, 기판의 X 축 방향의 치수와 동일한 정도로 (실제로는 약간 짧다) 설정되어 있다. 에어 부상 디바이스 (70) 는, 그 상면 (기판 (P) 의 하면에 대향하는 면) 에 다공질 부재를 갖고, 그 다공질 부재가 갖는 복수의 미세한 구멍들로부터 가압 기체 (예를 들어 공기) 를 기판 (P) 의 하면에 분출함으로써, 기판 (P) 을 부상시킨다. 가압 기체는, 외부로부터 에어 부상 디바이스 (70) 에 공급될 수도 있고, 또는 에어 부상 디바이스 (70) 가 송풍 장치 등을 내장하고 있을 수도 있다. 또한, 가압 기체를 분출하는 구멍들은, 기계적인 가공에 의해 형성될 수 있다. 복수의 에어 부상 디바이스 (70) 에 의한 기판 (P) 의 부상량 (에어 부상 디바이스 (70) 의 상면과 기판 (P) 의 하면 사이의 거리) 은, 예를 들어 수십 마이크로미터에서 수천 마이크로미터 정도로 설정되어 있다.Each
정점 스테이지 (80) 는, 도 4 에 도시된 바와 같이, 기판 스테이지 가대 (33) 의 본체부 (33a) 상에 탑재된 중량 캔슬 디바이스 (81), 중량 캔슬 디바이스 (81) 에 의해 하방으로부터 지지된 에어 척 디바이스 (88), 에어 척 디바이스 (88) 를 θx, θy, 및 Z 축 방향들, 총 3 자유도 방향들로 구동하는 복수의 Z 보이스 코일 모터들 (95) 등을 구비하고 있다.The
중량 캔슬 디바이스 (81) 는, 도 3 에 도시된 바와 같이, Y 스텝 정반 (50) 에 형성된 개구부 (50a) 내에 삽입되어 있다. 이 경우에, Y 스텝 정반 (50) 이 Y 축 방향으로 소정의 스트로크들로 이동할 때, 개구부 (50a) 를 규정하는 개구 단부들과 중량 캔슬 디바이스 (81) 가 접촉하지 않도록, 개구부 (50a) 를 규정하는 개구 단부들 간의 치수 (및/또는 중량 캔슬 디바이스 (81) 의 외형 치수) 가 설정되어 있다. 부수적으로, Y 스텝 정반 (50) 이 Y 축 방향으로 소정의 스트로크들로 이동할 때, 중량 캔슬 디바이스 (81) 와 Y 스텝 정반 (50) 과의 접촉을 회피할 수 있으면, 개구부 (50a) 의 형상은 특별히 한정될 필요가 없고, 예를 들어 원형일 수 있다.The
다시 도 4 를 참조하면, 중량 캔슬 디바이스 (81) 는, 기판 스테이지 가대 (33) (도 1 참조) 의 본체부 (33a) 에 고정된 하우징 (82), 하우징 (82) 내에 수용된, Z 축 방향으로 신축가능한 압축 코일 스프링 (83), 압축 코일 스프링 (83) 상에 탑재된 Z 슬라이더 (84) 등을 구비하고 있다. 하우징 (82) 은, +Z 측이 개구된 저부를 갖는 실린더형 부재로 구성된다. Z 슬라이더 (84) 는, Z 축으로 연장된 실린더형 부재로 이루어지고, Z 축 방향으로 이간하여 배치되고 XY 평면에 평행한 한쌍의 플레이트 스프링들을 각각 포함하는 복수의 평행 플레이트 스프링 디바이스 (85) 를 통해 하우징 (82) 의 내벽면에 접속되어 있다. 평행 플레이트 스프링 디바이스 (85) 는, Z 슬라이더 (84) 의 +X 측, -X 측, +Y 측, 및 -Y 측에 배치되어 있다 (+Y 측, 및 -Y 측의 평행 플레이트 스프링 디바이스들 (85) 은 도시되지 않는다). 평행 플레이트 스프링 디바이스들 (85) 이 갖는 플레이트 스프링들의 강성 (인장 강성) 에 의해 Z 슬라이더 (84) 의 하우징 (82) 에 대한 XY 평면에 평행한 방향으로의 상대 이동이 제한되는데 반해, Z 슬라이더 (84) 는, 플레이트 스프링의 가소성으로 인해 하우징 (82) 에 대하여 Z 축 방향으로 미소 스트로크들로 상대 이동가능하다. Z 슬라이더 (84) 의 상단부 (+Z 측의 단부) 는, 하우징 (82) 의 +Z 측의 단부로부터 상방으로 돌출하고 있고, 에어 척 디바이스 (88) 를 하방으로부터 지지하고 있다. 또한, Z 슬라이더 (84) 의 상단면에는, 반구상 오목부 (84a) 가 형성되어 있다.Referring again to FIG. 4, the
중량 캔슬 디바이스 (81) 는, 압축 코일 스프링 (83) 의 탄성력 (중력의 방향이 상향 (+Z 방향) 인 힘) 에 의해, 기판 (P), Z 슬라이더 (84), 에어 척 디바이스 (88) 등의 중량 (중력의 방향이 하향 (-Z 방향) 인 힘) 을 부정하며, 이는 복수의 Z 보이스 코일 모터들 (95) 의 부하를 저감시킨다. 부수적으로, 압축 코일 스프링 (83) 대신에, 예를 들어 미국 특허출원공개 제2010/0018950호 명세서에 개시된 중량 캔슬 디바이스와 같은 공기 스프링에서처럼 하중이 제어가능한 부재를 이용하여 에어 척 디바이스 (88) 등의 중량을 캔슬할 수도 있다.The
에어 척 디바이스 (88) 는, 중량 캔슬 디바이스 (81) 의 상방 (+Z 측) 에 배치되어 있다. 에어 척 디바이스 (88) 는, 베이스 부재 (89), 베이스 부재 (89) 상에 고정된 진공 프리로드 에어 베어링 (90), 및 진공 프리로드 에어 베어링 (90) 의 +X 측 및 -X 측에 각각 배치된 한쌍의 에어 부상 디바이스들 (91) 을 갖고 있다.The
베이스 부재 (89) 는, XY 평면에 평행으로 배치된 플레이트 형상의 부재로 이루어지고, 그 하면의 Z 위치는, 도 3 에 도시된 바와 같이, Y 스텝 정반의 상면의 Z 위치보다 높히 배치되어 있다. 다시 도 4 를 참조하면, 베이스 부재 (89) 의 하면 중앙에는, 반구면상의 베어링면을 갖는 구면 에어 베어링 (92) 이 고정되어 있다. 구면 에어 베어링 (92) 은, Z 슬라이더 (84) 에 형성된 오목부 (84a) 에 삽입되어 있다. 이로써, 에어 척 디바이스 (88) 가 XY 평면에 대하여 스윙가능하게 (θx 및 θy 방향들로 자유롭게 회전가능) Z 슬라이더 (84) 에 의해 지지된다. 부수적으로, 에어 척 디바이스 (88) 를 XY 평면에 대하여 스윙가능하게 지지하는 디바이스로서, 그 디바이스는 예를 들어 미국 특허출원공개 제2010/0018950호 명세서에 개시된 바와 같이, 복수의 에어 베어링들을 이용한 의사 구면 베어링 디바이스일 수 있으며, 또는 탄성 힌지 디바이스가 이용될 수 있다.The
진공 프리로드 에어 베어링 (90) 은, 도 2 에 도시된 바와 같이, Y 축 방향을 길이 방향으로 하는 평면에서 보아 직사각형 플레이트 형상의 부재로 이루어지고, 그 면적은, 노광 영역 (IA) 의 면적보다 약간 넓게 설정되어 있다. 진공 프리로드 에어 베어링 (90) 은, 그 상면에 기체 분출 구멍, 및 기체 흡인 구멍을 갖고 있고, 기체 분출 구멍으로부터 가압 기체 (예를 들어 공기) 를 기판 (P) 의 하면을 향하여 분출하고, 또한 기체 흡인 구멍으로부터 상면과 기판 (P) 사이의 기체를 흡인한다. 진공 프리로드 에어 베어링 (90) 은, 기판 (P) 의 하면에 분출되는 기체의 압력과, 그 상면과 기판 (P) 의 하면 사이의 부압을 밸런싱함으로써, 그 상면과 기판 (P) 의 하면 사이에 강성이 높은 기체막을 형성하고, 기판 (P) 을 실질적으로 일정한 클리어런스를 통하여 비접촉식으로 흡착 유지한다. 진공 프리로드 에어 베어링 (90) 의 상면 (기판 유지면) 과, 기판 (P) 의 하면과의 사이의 거리가, 예를 들어 수 마이크로미터에서 수십 마이크로미터 정도가 되도록, 분출되는 기체의 유량 또는 압력, 및 흡인되는 기체의 유량 또는 압력이 설정되어 있다.As shown in FIG. 2, the vacuum
이제, 도 2 에 도시된 바와 같이, 진공 프리로드 에어 베어링 (90) 은, 투영 광학계 (PL) 의 바로 아래 (-Z 측) 에 배치되어 있고, 투영 광학계 (PL) 의 바로 아래에 위치하는 기판 (P) 의 노광 영역 (IA) 에 대응하는 영역을 흡착 및 유지한다. 진공 프리로드 에어 베어링 (90) 은, 기판 (P) 에, 소위 프리로드를 가하기 때문에, 기판 (P) 과의 사이에 형성되는 기체막의 강성을 증가시킬 수 있고, 기판 (P) 이 변형 또는 휘어지는 경우라도, 기판 (P) 중 투영 광학계의 바로 아래에 위치하는 피노광 영역의 형상을 확실히 진공 프리로드 에어 베어링 (90) 의 상면을 따라 교정할 수 있다. 또한, 진공 프리로드 에어 베어링 (90) 은, 기판 (P) 의 XY 평면 내의 위치를 구속하지 않기 때문에, 기판 (P) 은, 진공 프리로드 에어 베어링 (90) 에 의해 기판 (P) 의 피노광 영역이 흡착 및 유지된 상태에서도, 조명광 (IL) (도 3 참조) 에 대하여 XY 평면을 따라 상대 이동을 수행할 수 있다. 이러한 비접촉식의 에어 척 디바이스들 (진공 프리로드 에어 베어링) 에 대해서는, 예를 들어 미국 특허 제7,607,647호 명세서 등에 개시되어 있다. 부수적으로, 진공 프리로드 에어 베어링 (90) 으로부터 분출되는 가압 기체는, 외부로부터 공급될 수도 있고, 또는 진공 프리로드 에어 베어링 (90) 이 송풍 장치 등을 내장하고 있을 수도 있다. 또한, 진공 프리로드 에어 베어링 (90) 의 상면과 기판 (P) 의 하면 사이의 기체를 흡인하는 흡인 디바이스 (진공 디바이스) 도 유사하게, 진공 프리로드 에어 베어링 (90) 의 외부에 제공될 수 있으며, 또는 진공 프리로드 에어 베어링 (90) 이 내장하고 있을 수 있다. 또한, 기체 분출 구멍, 및 기체 흡인 구멍은, 기계적인 가공에 의해 형성될 수 있고, 또는 다공질 부재를 사용할 수 있다. 또한, 진공 프리로드의 방법으로서는, 기체 흡인을 수행하지 않고, (예를 들어, 베르누이 척 디바이스에서와 같이) 정압 기체만을 사용하여 부압을 발생시킬 수 있다.Now, as shown in FIG. 2, the vacuum
한쌍의 에어 부상 디바이스들 (91) 의 각각은, 에어 부상 디바이스 (70) 와 유사하게, 그 상면으로부터 기판 (P) 의 하면에 가압 기체 (예를 들어 공기) 를 분출한다. 한쌍의 에어 부상 디바이스들 (91) 의 상면의 Z 위치는, 진공 프리로드 에어 베어링 (90) 의 상면 상의 Z 위치와 실질적으로 동일하게 설정되어 있다. 또한, 도 3 에 도시된 바와 같이, 진공 프리로드 에어 베어링 (90), 및 한쌍의 에어 부상 디바이스들 (91) 의 상면 상의 Z 위치는, 복수의 에어 부상 디바이스들 (70) 의 상면 상의 Z 위치보다 약간 높은 위치에 설정되어 있다. 따라서, 복수의 에어 부상 디바이스들 (70) 로서는, 한쌍의 에어 부상 디바이스들 (91) 과 비교하여, 기판 (P) 을 높히 부상시킬 수 있는 고부상 타입의 디바이스가 사용되고 있다. 부수적으로, 한쌍의 에어 부상 디바이스들 (91) 은, 또한 기판 (P) 을 향하여 가압 기체를 분출하는 것 외에도, 진공 프리로드 에어 베어링 (90) 과 유사하게, 그 상면과 기판 (P) 사이의 공기를 흡인할 수 있다. 이 경우에, 진공 프리로드 에어 베어링 (90) 에 의한 프리로드보다 약한 부하가 되도록 흡인력을 설정하는 것이 바람직하다.Each of the pair of
복수의 Z 보이스 코일 모터들 (95) 의 각각은, 도 4 에 도시된 바와 같이, 마루 (11) 상에 설치된 베이스 프레임 (98) 에 고정된 Z 고정자 (95a), 및 베이스 부재 (89) 에 고정된 Z 가동자 (95b) 를 포함한다. Z 보이스 코일 모터들 (95) 은, 예를 들어 중량 캔슬 디바이스 (81) 의 +X 측, -X 측, +Y 측, 및 -Y 측에 배치되고 (+Y 측 및 -Y 측의 Z 보이스 코일 모터들 (95) 은 도시되지 않는다), 에어 척 디바이스 (88) 를 θx, θy 및 Z 축인 3 자유도 방향들로 미소 구동할 수 있다. 부수적으로, 복수의 Z 보이스 코일 모터들 (95) 은, 적어도 3 개의 동일 직선 상이 아닌 위치들에 배치되어야 한다.Each of the plurality of Z
베이스 프레임 (98) 은, 본체부 (33a) 에 형성된 복수의 관통공들 (33d) 각각을 통해 삽입된 복수 (예를 들어 Z 보이스 코일 모터 (95) 에 대응하여 4 개) 의 레그부들 (98a), 및 그 복수의 레그부들 (98a) 에 의해 하방으로부터 지지된 본체부 (98b) 를 포함한다. 본체부 (98b) 는, 평면에서 보아 환상 형상을 갖는 플레이트 형상의 부재로 이루어지고, 그 중앙부에 형성된 개구부 (98c) 내에 중량 캔슬 디바이스 (81) 가 삽입되어 있다. 복수의 레그부들 (98a) 의 각각은, 본체부 (33a) 와 비접촉 상태가 되고, 진동적으로 분리되어 있다. 따라서, 복수의 Z 보이스 코일 모터들 (95) 을 이용하여 에어 척 디바이스 (88) 를 구동할 때 발생하는 반력이 중량 캔슬 디바이스 (81) 에 도달하지 않는다.The
복수의 Z 보이스 코일 모터들 (95) 을 이용하여 구동되는 에어 척 디바이스 (88) 의 3 자유도 방향들의 위치 정보는, 본체부 (33a) 에 고정된 복수, 본 실시형태에서는, 예를 들어, 4 개의 Z 센서들 (96) 을 이용하여 얻어진다. Z 센서들 (96) 은, 중량 캔슬 디바이스 (81) 의 +X 측, -X 측, +Y 측, 및 -Y 측 각각에, 하나씩 배치되어 있다 (+Y 측 및 -Y 측의 Z 센서들은 도시되지 않는다). Z 센서 (96) 는, 에어 척 디바이스 (88) 의 베이스 부재 (89) 의 하면에 고정된 타겟 (97) 을 이용하여, 베이스 프레임 (98) 의 본체부 (98b) (본체부 (33a)) 와 베이스 부재 (89) 의 Z 축 방향의 거리의 변화를 얻는다. 도시되지 않은 주제어 장치는, 4 개의 Z 센서들 (96) 의 출력에 기초하여 에어 척 디바이스 (88) 의 Z 축, θx, 및 θy 방향들의 위치 정보를 계속 얻고, 그 계측값들에 기초하여, 4 개의 Z 보이스 코일 모터들 (95) 을 적절히 제어함으로써 에어 척 디바이스 (88) 의 위치를 제어한다. 복수의 Z 센서들 (96), 및 타겟 (97) 은, 복수의 Z 보이스 코일 모터들 (95) 의 근방에 배치되기 때문에, 고속으로 고응답의 제어가 가능해진다. 부수적으로, Z 센서들 (96) 과 타겟 (97) 의 배치는, 역으로도 가능하다.The positional information in the three degree of freedom directions of the
이제, 에어 척 디바이스 (88) 의 최종적인 위치는, 진공 프리로드 에어 베어링 (90) 의 상방을 통과하는 기판 (P) 의 상면이, 계속 투영 광학계 (PL) 의 초점 심도 내에 위치하도록 제어된다. 도시되지 않은 주제어 장치는, 도시되지 않은 면위치 계측계 (오토포커스 센서) 에 의해, 기판 (P) 의 상면 상의 위치 (면위치) 를 모니터링하면서, 그 기판 (P) 의 상면이 투영 광학계 (PL) 의 초점 심도 내에 계속 위치하도록 (투영 광학계 (PL) 가 항상 기판 (P) 의 상면에 초점을 맞추도록), 에어 척 디바이스 (88) 를 구동 및 제어 (오토포커스 제어) 한다. 부수적으로, Z 센서들 (96) 은, 에어 척 디바이스 (88) 의 Z 축, θx, 및 θy 방향들의 위치 정보를 얻도록 요구되기 때문에, 예를 들어 3 개의 동일 직선 상이 아닌 위치들에 센서들이 제공된다면, 3 개의 센서들이 허용가능하다.Now, the final position of the
상기 설명한 바와 같이 구성된 액정 노광 장치 (10) (도 1 참조) 에서는, 도시되지 않은 주제어 장치의 제어 하에서, 도시되지 않은 마스크 로더에 의해, 마스크 스테이지 (MST) 상으로의 마스크의 로딩, 및 도시되지 않은 기판 로더에 의해, 기판 지지 부재 (60) 상으로의 기판 (P) 의 로딩이 수행된다. 그 후, 주제어 장치에 의해, 도시되지 않은 얼라인먼트 검출계를 이용하여 얼라인먼트 계측이 실행되고, 얼라인먼트 계측의 종료 후, 스텝-앤드-스캔 방식에 의한 노광 동작이 수행된다.In the liquid crystal exposure apparatus 10 (refer FIG. 1) comprised as mentioned above, under the control of the main controller which is not shown in figure, loading of the mask onto the mask stage MST and not shown by the mask loader which is not shown in figure With the substrate loader, the loading of the substrate P onto the
이제, 도 5(A) 내지 도 8(B) 에 기초하여, 상기 노광 동작 시의 기판 스테이지 디바이스 (PST) 의 이동의 일 예를 설명한다. 부수적으로, 이하에서는, 한장의 기판 상에 4 개의 샷 영역들이 설정된 경우 (4 개의 다이들이 채용된 경우) 를 설명하지만, 한장의 기판 (P) 상에 설정된 샷 영역들의 수, 및 배치는, 적절히 변경가능하다.Now, an example of the movement of the substrate stage device PST during the exposure operation will be described based on FIGS. 5A to 8B. Incidentally, the following describes the case where four shot regions are set (four dies are employed) on one substrate, but the number and arrangement of shot regions set on one substrate P are appropriately determined. you can change it.
노광 처리는, 일 예로서, 도 5(A) 에 도시된 바와 같이, 기판 (P) 의 -Y 측 및 -X 측에 설정된 제 1 샷 영역 (S1); 기판 (P) 의 +Y 측 및 -X 측에 설정된 제 2 샷 영역 (S2); 기판 (P) 의 +Y 측 및 +X 측에 설정된 제 3 샷 영역 (S3); 및 기판 (P) 의 -Y 측 또는 +X 측에 설정된 제 4 샷 영역 (S4) 의 순서로 수행된다. 기판 스테이지 디바이스 (PST) 에서는, 도 5(A) 에 도시된 바와 같이, 제 1 샷 영역 (S1) 이 노광 영역 (IA) 의 +X 측에 위치하도록, 한쌍의 X 간섭계들 (66x), 및 +Y 측의 Y 간섭계들 (66y) 의 출력에 기초하여 기판 지지 부재 (60) 의 XY 평면 내의 위치가 제어된다.The exposure process includes, for example, a first shot region S1 set on the -Y side and the -X side of the substrate P, as shown in Fig. 5A; A second shot region S2 set on the + Y side and the -X side of the substrate P; A third shot region S3 set on the + Y side and the + X side of the substrate P; And the fourth shot region S4 set on the -Y side or + X side of the substrate P. FIG. In the substrate stage device PST, as shown in Fig. 5A, a pair of
그 후, 도 5(B) 에 도시된 바와 같이, 조명광 (IL) (도 1 참조) 에 대하여 기판 지지 부재 (60) 가 한쌍의 X 간섭계 (66x) 의 출력에 기초하여 -X 방향으로 소정의 일정 속도로 구동되며 (도 5(B) 의 화살표 참조), 이 동작에 의해, 기판 (P) 상의 제 1 샷 영역 (S1) 에 마스크 패턴이 전사된다. 제 1 샷 영역 (S1) 으로의 노광 처리가 종료하면, 기판 스테이지 디바이스 (PST) 에서는, 도 6(A) 에 도시된 바와 같이, 제 2 샷 영역 (S2) 의 +X 측의 단부가 노광 영역 (IA) (도 6(A) 에는 미도시, 도 2 참조) 보다 약간 -X 측에 위치하도록, 한쌍의 Y 간섭계들 (66y) 의 출력에 기초하여 기판 지지 부재 (60) 의 XY 평면 내의 위치가 제어된다 (도 6(A) 의 화살표 참조).Subsequently, as shown in FIG. 5B, the
후속하여, 도 6(B) 에 도시된 바와 같이, 조명광 (IL) (도 1 참조) 에 대하여 기판 지지 부재 (60) 가 한쌍의 X 간섭계 (66x) 의 출력에 기초하여 +X 방향으로 소정의 일정 속도로 구동되며 (도 6(B) 의 화살표 참조), 이 동작에 의해, 기판 (P) 상의 제 2 샷 영역 (S2) 에 마스크 패턴이 전사된다. 그 후, 도 7(A) 에 도시된 바와 같이, 제 3 샷 영역 (S3) 의 -X 측의 단부가 노광 영역 (IA) (도 7(A) 에는 미도시, 도 2 참조) 보다 약간 +X 측에 위치하도록, 한쌍의 X 간섭계들 (66x) 의 출력에 기초하여 기판 지지 부재 (60) 의 XY 평면 내의 위치가 제어된 후 (도 7(A) 의 화살표 참조), 조명광 (IL) (도 1 참조) 에 대하여 기판 지지 부재 (60) 가 한쌍의 X 간섭계 (66x) 의 출력에 기초하여 -X 방향으로 소정의 일정 속도로 구동되며 (도 7(B) 의 화살표 참조), 이 동작에 의해, 기판 (P) 상의 제 3 샷 영역 (S3) 에 마스크 패턴이 전사된다.Subsequently, as shown in FIG. 6B, the
후속하여, 도 8(A) 에 도시된 바와 같이, 제 4 샷 영역 (S4) 의 +X 측의 단부가 노광 영역 (IA) (도 8(A) 에는 미도시, 도 2 참조) 보다 약간 -X 측에 위치하도록, 한쌍의 Y 간섭계들 (66y) 의 출력에 기초하여 기판 지지 부재 (60) 의 XY 평면 내의 위치가 제어된 후 (도 8(A) 의 화살표 참조), 조명광 (IL) (도 1 참조) 에 대하여 기판 지지 부재 (60) 가 한쌍의 X 간섭계 (66x) 의 출력에 기초하여 +X 방향으로 소정의 일정 속도로 구동되며 (도 8(B) 의 화살표 참조), 이 동작에 의해, 기판 (P) 상의 제 4 샷 영역 (S4) 에 마스크 패턴이 전사된다.Subsequently, as shown in Fig. 8A, the end of the + X side of the fourth shot region S4 is slightly smaller than the exposure region IA (not shown in Fig. 8A, see Fig. 2). After the position in the XY plane of the
주제어 장치는, 도 5(A) 내지 도 8(B) 에 도시되는 스텝-앤드-스캔 방식에 의한 노광 동작이 수행중인 동안, 기판 (P) 표면의 피노광 영역의 면위치 정보를 계측한다. 그러면, 주제어 장치는, 그 계측값들에 기초하여 에어 척 디바이스 (88) 가 갖는 진공 프리로드 에어 베어링 (90) 의 Z 축, θx 및 θy 방향들 각각의 위치 (면위치) 를 제어함으로써, 투영 광학계 (PL) 의 바로 아래에 위치하는 피노광 영역의 면위치가 투영 광학계 (PL) 의 초점 심도 내에 위치하도록 기판 (P) 표면을 위치결정한다. 이로써, 예를 들어 기판 (P) 의 표면이 굴곡졌거나 또는 기판 (P) 의 두께의 오차가 있는 경우라도, 확실히 피노광 영역의 면위치를, 투영 광학계 (PL) 의 초점 심도 내에 위치시키고, 노광 정밀도를 향상시킬 수 있다. 또한, 기판 (P) 중, 노광 영역 (IA) 에 대응하는 영역 이외의 큰 부분은, 복수의 에어 부상 디바이스들 (70) 에 의해 부상 지지된다. 따라서, 기판 (P) 의 자중으로 인한 휨이 억제될 수 있다.The main controller measures the surface position information of the exposed area of the surface of the substrate P while the exposure operation by the step-and-scan method shown in Figs. 5A to 8B is being performed. The main controller then projects, by controlling the position (surface position) of each of the Z axis, θx and θy directions of the vacuum
상기 설명한 바와 같이, 본 제 1 실시형태의 액정 노광 장치 (10) 의 기판 스테이지 디바이스 (PST) 는, 기판 표면 상의 노광 영역에 대응하는 위치의 면위치의 핀포인트 제어를 수행하기 때문에, 예를 들어 미국 특허출원공개 제2010/0018950호 명세서에 개시되는 스테이지 디바이스와 같이, 기판 (P) 과 동일 정도의 면적을 갖는 기판 홀더 (즉, 기판 (P) 전체) 를 Z 축 방향, 및 틸트 방향으로 각각 구동하는 경우와 비교하여, 그 스테이지 디바이스의 중량을 대폭 저감시킬 수 있다.As described above, since the substrate stage device PST of the liquid
또한, 기판 지지 부재 (60) 는, 기판 (P) 의 단부만을 유지하도록 구성되기 때문에, 기판 (P) 의 사이즈가 증가하는 경우라도 기판 지지 부재 (60) 를 구동하기 위한 X 리니어 모터는, 단지 적은 출력을 요구하며, 이는 러닝 비용을 저감시킬 수 있다. 또한, 전원 설비 등의 인프라구조를 향상시키기에 용이하다. 또한, X 리니어 모터는 단지 적은 출력을 요구하기 때문에, 초기 비용을 저감시킬 수 있다. 또한, X 리니어 모터의 출력 (추력) 이 작기 때문에, 구동 반력이 시스템 전체에 대해 갖는 영향 (진동으로 인한 노광 정밀도에 대한 영향) 도 적다. 또한, 상기 설명된 종래의 기판 스테이지 디바이스와 비교하여, 조립, 조정, 메인터넌스 등이 용이하다. 또한, 부재들의 수가 적고, 또한 각 부재가 경량이므로, 운송도 용이하다. 부수적으로, Y 스텝 정반 (50) 은, 복수의 에어 부상 디바이스들 (70) 을 포함하고, 기판 지지 부재 (60) 에 비해 대형이지만, 기판 (P) 의 Z 축 방향의 위치결정은 정점 스테이지 (80) 에 의해 수행되고, 에어 부상 디바이스들 (70) 자체는 단지 기판 (P) 을 부상시키기 때문에 강성이 요구되지 않아, Y 스텝 정반 (50) 이 경량이 되는 것을 허용한다.In addition, since the board |
또한, 복수의 에어 부상 디바이스들 (70) 에 의한 기판 (P) 의 부상량이, 수십 마이크로미터에서 수천 마이크로미터 정도로 (즉, 정점 스테이지 (80) 보다 부상량이 크다) 설정되어 있기 때문에, 기판 (P) 이 휘거나 또는 에어 부상 디바이스들 (70) 의 설치 위치들이 시프트하거나 하는 경우라도 기판 (P) 과 에어 부상 디바이스들 (70) 사이의 접촉이 방지될 수 있다. 또한, 복수의 에어 부상 디바이스들 (70) 로부터 분출되는 가압 기체의 강성이 비교적 낮기 때문에, 정점 스테이지 (80) 를 이용하여 기판 (P) 의 면위치 제어를 수행할 때의 Z 보이스 코일 모터들 (95) 의 부하가 작다.Further, since the floating amount of the substrate P by the plurality of
또한, 기판 (P) 을 지지하는 기판 지지 부재 (60) 의 구성은 단순하기 때문에, 중량을 저감시킬 수 있다. 따라서, 기판 지지 부재 (60) 를 구동할 때의 반력이, Y 스텝 정반 (50) 을 통해 디바이스 본체 (30) 에 도달하지만, 그 구동 반력 자체가 작기 때문에, 구동 반력에 의한 디바이스 진동 (디바이스 본체 (30) 의 흔들림 (swaying), 또는 진동 여기에 의한 공진 현상 등) 이 발생되는 경우라도, 노광 정밀도에 영향을 줄 위험이 적다.In addition, since the structure of the board |
또한, Y 스텝 정반 (50) 의 중량은 기판 지지 부재 (60) 보다 무겁기 때문에, Y 스텝 정반 (50) 의 구동 반력도, 기판 지지 부재 (60) 를 구동하는 경우 더 커지지만, Y 스텝 정반 (50) 은, 기판 (P) 을 Y 축 방향으로 긴 스트로크들로 이동시킬 때 (즉, 비노광시) 구동되기 때문에, 구동 반력에 의해 야기되는 상기 설명된 디바이스 진동이 노광 정밀도에 영향을 줄 위험이 적다.In addition, since the weight of the Y
- 제 2 실시형태Second embodiment
다음에 제 2 실시형태에 관한 기판 스테이지 디바이스에 대하여 도 9 및 도 10 에 기초하여 설명한다. 제 2 실시형태의 기판 스테이지 디바이스 (PSTa) 는, 기판 (P) 을 지지하는 기판 지지 부재 (160) 를 Y 스텝 정반 (50) 에 대하여 X 축, Y 축 및 θz 방향들로 미소 구동할 수 있다는 점이 상이하다. 부수적으로, 본 제 2 실시형태의 기판 스테이지 디바이스 (PSTa) 에 있어서, 상기 설명된 제 1 실시형태의 기판 스테이지 디바이스 (PST) (도 2 참조) 와 동일한 구성 및 기능을 갖는 부재들에 대해서는, 상기 설명된 제 1 실시형태에서와 동일한 참조 부호들을 이용하며, 그에 대한 설명을 생략한다.Next, the board | substrate stage device which concerns on 2nd Embodiment is demonstrated based on FIG. 9 and FIG. The substrate stage device PSTa of the second embodiment can finely drive the
기판 스테이지 디바이스 (PSTa) 는, 한쌍의 X 캐리지들 (20) 을 갖고 있다. 한쌍의 X 캐리지들 (20) 은, Y 스텝 정반 (150) 의 상방으로서, 기판 지지 부재 (160) 의 +Y 측 및 -Y 측에 각각 배치되어 있다. 각 X 캐리지 (20) 는, XY 평면에 평행하게 배치된, X 축 방향을 길이 방향으로 하는 평면에서 보아 직사각형 형상을 갖는 플레이트 형상의 부재로 이루어지고, 도 10 에 도시된 바와 같이, 그 하면의 4 개의 모서리 근방에는, YZ 단면이 역 U 자상인 X 슬라이더 (24) 가 고정되어 있다 (4 개의 슬라이더들 (24) 중, 2 개는 다른 2 개의 지면 안쪽에 숨겨져 있다).The substrate stage device PSTa has a pair of
그와는 반대로, Y 스텝 정반 (150) 의 상면의 +Y 측 및 -Y 측의 단부들 근방에는, Y 축 방향으로 이간하여 배치된 한쌍의 X 리니어 가이드들 (54) 이 고정되어 있다. +Y 측의 X 캐리지 (20) 는, +Y 측의 한쌍의 X 리니어 가이드들 (54) 상에 X 슬라이더 (24) 를 통해 자유롭게 슬라이드가능하게 탑재되고, -Y 측의 X 캐리지 (20) 는, -Y 측의 한쌍의 X 리니어 가이드들 (54) 상에 X 슬라이더 (24) 를 통해 자유롭게 슬라이드가능하게 탑재되어 있다. X 캐리지 (20) 는, X 캐리지 (20) 에 고정된 도시되지 않은 X 가동자, 및 X 가동자에 대응하여 Y 스텝 정반 (150) 에 고정된 X 고정자를 포함하는 X 리니어 모터에 의해, Y 스텝 정반 (150) 상에서 X 축 방향으로 소정의 스트로크들로 구동된다. X 캐리지 (20) 의 위치 정보는, X 캐리지 (20) 에 고정된 도시되지 않은 리니어 인코더 헤드 (검출기) 와, Y 스텝 정반 (150) 에 고정된 도시되지 않은 Y 리니어 스케일을 포함하는 Y 리니어 인코더 시스템에 의해 얻어진다. 한쌍의 X 캐리지들 (20) 은, 상기 설명된 Y 리니어 인코더 시스템의 계측값들에 기초하여 동기 구동된다.On the contrary, a pair of X linear guides 54 which are spaced apart in the Y-axis direction are fixed near the ends of the + Y side and the -Y side of the upper surface of the Y
또한, Y 스텝 정반 (150) 의 상면의 +Y 측의 단부 근방, 및 -Y 측의 단부 근방으로서, 한쌍의 X 리니어 가이드들 (54) 의 내측에는, 각각 X 가이드들 (55) 이 고정되어 있다. X 가이드 (55) 는, X 축 방향으로 연장된 YZ 형상이 직사각형인 부재로 이루어지고 (도 10 참조), 그 상면의 평탄도가 극도로 높게 설정되어 있다. 2 개의 X 가이드들 (55) 간의 거리는, 기판 지지 부재 (160) 가 갖는 한쌍의 X 지지 부재들 (61) 간의 거리와 대략 일치하고 있다.Further, X guides 55 are fixed to the inside of the pair of X linear guides 54, respectively, near the end on the + Y side of the upper surface of the
기판 지지 부재 (160) 의 한쌍의 X 지지 부재들 (61) 의 각각의 하면에는, 도 10 에 도시된 바와 같이, X 가이드들 (55) 의 상면에 그 베어링면들이 대향하는 에어 베어링들 (65) 이 부착되어 있다. 기판 지지 부재 (160) 는, 에어 베어링들 (65) 의 작용에 의해, 한쌍의 X 가이드들 (55) 상에 부상 지지되어 있다. 부수적으로, 상기 설명된 제 1 실시형태에서는, X 지지 부재들 (61) 의 하면에 X 슬라이더들 (64) (도 1 참조) 이 고정되었지만, 본 제 2 실시형태의 기판 지지 부재 (160) 는, X 슬라이더들 (64) 을 갖지 않는다.On each bottom surface of the pair of
다시 도 9 를 참조하면, 기판 지지 부재 (160) 는, 2 개의 X 보이스 코일 모터들 (29x), 및 2 개의 Y 보이스 코일 모터들 (29y) 에 의해 도 9 의 한쌍의 X 캐리지들 (20) 에 대하여 X 축, Y 축, 및 θz 방향들로 구동된다. 2 개의 X 보이스 코일 모터들 (29x) 의 일방 및 2 개의 Y 보이스 코일 모터들 (29y) 의 일방은 기판 지지 부재 (160) 의 -Y 측에 배치되어 있고, 2 개의 X 보이스 코일 모터들 (29x) 의 타방 및 2 개의 Y 보이스 코일 모터들 (29y) 의 타방은 기판 지지 부재 (160) 의 +Y 측에 배치되어 있다. 일방 및 타방의 X 보이스 코일 모터들 (29x) 은, 서로 기판 지지 부재 (160) 와 기판 (P) 양자를 결합하는 시스템의 무게 중심 (CG) 에 대하여 대칭인 위치들에 배치되고, 일방 및 타방의 Y 보이스 코일 모터들 (29y) 은, 서로 상기 설명된 무게 중심 (CG) 에 대하여 대칭인 위치들에 배치된다.Referring back to FIG. 9, the
도 10 에 도시된 바와 같이, 일방 (-Y 측) 의 Y 보이스 코일 모터들 (29y) 은, -Y 측의 X 캐리지 (20) 의 상면에 지지 부재 (28) 를 통해 고정된 고정자 (27y) (예를 들어, 코일을 포함하는 코일 유닛을 갖는다), 및 -Y 측의 X 지지 부재 (61) 의 측면에 고정된 가동자 (67y) (예를 들어, 자석을 포함하는 자석 유닛을 갖는다) 를 포함한다. 부수적으로, 타방 (+Y 측) 의 Y 보이스 코일 모터들 (29y) (도 9 참조) 은, 도 10 에서는 X 보이스 코일 모터 (29x) 하방의 지면 안쪽에 숨겨지지만, 그 구성은, 일방의 Y 보이스 코일 모터 (29y) 와 동일하다. 또한, 타방 (+Y 측) 의 X 보이스 코일 모터들 (29x) 은, +Y 측의 X 캐리지 (20) 의 상면에 지지 부재 (28) 를 통해 고정된 고정자 (27x), 및 +Y 측의 X 지지 부재 (61) 의 측면에 고정된 가동자 (67x) 를 포함한다. 부수적으로, 일방 (+Y 측) 의 X 보이스 코일 모터들 (29x) 은, 도 10 에서는 Y 보이스 코일 모터 (29y) 하방의 지면 안쪽에 숨겨지지만, 그 구성은, 타방의 X 보이스 코일 모터 (29x) 와 동일하다.As shown in FIG. 10, the Y
다시 도 9 를 참조하면, 기판 지지 부재 (160) 는, 한쌍의 X 캐리지들 (20) 각각이 Y 스텝 정반 (150) 상에서 X 축 방향으로 소정의 스트로크들로 구동될 때, 2 개의 X 보이스 코일 모터들 (29x) 에 의해 한쌍의 X 캐리지들 (20) 에 대하여 동기 구동 (한쌍의 X 캐리지들 (20) 과 동방향 및 동속도로 구동) 된다. 이로써, 한쌍의 X 캐리지들 (20) 과 기판 지지 부재 (160) 가 일체적으로 X 축 방향으로 이동한다. 또한, 기판 지지 부재 (160) 는, Y 스텝 정반 (150) 및 한쌍의 X 캐리지들 (20) 이 Y 축 방향으로 소정의 스트로크들로 구동될 때, 2 개의 Y 보이스 코일 모터들 (29y) 에 의해 한쌍의 X 캐리지들 (20) 에 대하여 동기 구동 (한쌍의 X 캐리지들 (20) 과 동방향 및 동속도로 구동) 된다. 이로써, Y 스텝 정반 (150) 과 기판 지지 부재 (160) 가 일체적으로 Y 축 방향으로 이동한다. 또한, 기판 지지 부재 (160) 는, 2 개의 X 보이스 코일 모터들 (29x) (또는 2 개의 Y 보이스 코일 모터들 (29y)) 에 의해 무게 중심 (CG) 을 통과하는 Z 축에 평행한 축 둘레의 방향으로 적절히 미소 구동된다. 기판 (P) 의 XY 평면 내 (θz 방향을 포함) 의 위치 정보는, 한쌍의 X 간섭계들 (66x) 에 의해 얻어진다. 부수적으로, 본 제 2 실시형태에서의 기판 스테이지 디바이스 (PSTa) 의 스텝-앤드-스캔 시의 동작은 제 1 실시형태에서와 유사하기 때문에, 그에 대한 설명을 생략한다.Referring again to FIG. 9, the
본 제 2 실시형태에 관한 기판 스테이지 디바이스 (PSTa) 에 따르면, 상기 설명된 제 1 실시형태에서 얻어질 수 있는 효과에 더하여, 기판 (P) 을 유지하는 기판 지지 부재 (160) 가 Y 스텝 정반 (150) 과 접촉하지 않고, XY 평면에 평행한 방향으로 진동적으로 분리되기 때문에, 기판 지지 부재 (160) 를 구동할 때 발생하는 X 리니어 모터 (또는 Y 리니어 모터) 의 반력 및 진동의 전달이 억제될 수 있다. 또한, 기판 (P) 을 주사 방향으로 구동할 때, 기판 (P) 을 크로스-스캔 방향 및 θz 방향으로 구동할 수 있기 때문에, 보다 고정밀도의 노광이 가능해진다. 또한, 기판 지지 부재 (160) 는, 기판 (P) 의 단부들만을 유지하도록 구성되기 때문에, 기판 (P) 의 사이즈가 증가하는 경우라도 기판 지지 부재 (160) 를 구동하기 위한 보이스 코일 모터는, 단지 적은 출력을 요구하며, 이는 러닝 비용을 저감시킬 수 있다.According to the substrate stage device PSTa according to the second embodiment, in addition to the effect that can be obtained in the above-described first embodiment, the
- 제 3 실시형태Third embodiment
다음에, 제 3 실시형태에 대하여 도 11 내지 도 13(A) 를 참조하여 설명한다. 제 3 실시형태에서는, 상기 설명된 제 1 실시형태 (도 1 을 참조) 와는, 디바이스 본체 (30) 및 기판 스테이지 디바이스 (PST) 의 구성이 상이하다. 부수적으로, 본 제 3 실시형태의 디바이스 본체 (130) 및 기판 스테이지 디바이스 (PSTb) 에 있어서, 상기 설명된 제 1 실시형태와 동일한 구성 및 기능을 갖는 부재들에 대해서는, 상기 설명된 제 1 실시형태에서와 동일한 참조 부호들을 이용하며, 그에 대한 설명을 생략한다.Next, 3rd Embodiment is described with reference to FIGS. 11-13 (A). In 3rd Embodiment, the structure of the device
도 12(B) 에 도시된 바와 같이, 제 3 실시형태에 관한 기판 스테이지 디바이스 (PSTb) 는, 마루 (11) 상에 설치된 가대 (40) 상에 있는 Y 스텝 정반 (50) 상에 탑재되어 있다. 도 11 에 도시된 바와 같이, 실질적으로 동일한 가대가 X 축 방향으로 이간되어 가대 (40) 용으로 한쌍 제공되어 있고, Y 스텝 정반 (50) 은, 그 2 개의 가대들 (40) 위에 탑재 설치되어 있다. 한쌍의 가대들 (40) 각각의 상면에는, 도 11 및 도 12(A) 에 도시된 바와 같이, Y 스텝 정반 (50) 을 Y 축 방향으로 직진 안내하기 위한 복수의 Y 리니어 가이드 부재들 (38) 및 Y 스텝 정반 (50) 을 Y 축 방향으로 구동하기 위한 Y 리니어 모터를 구성하는 Y 고정자 (37) 가 고정되어 있다.As shown in FIG. 12 (B), the substrate stage device PSTb according to the third embodiment is mounted on the Y step table 50 on the
또한, 디바이스 본체 (130) 에 있어서, 도 11 에 도시된 바와 같이, 기판 스테이지 가대 (133) 의 본체부 (133a) 및 접속부 (133c) 의 X 축 방향의 치수들이 제 1 실시형태에서의 본체부 (33a) 및 접속부 (33c) (각각 도 1 참조) 보다 짧게 설정되어 있다. 본체부 (133a) 는, 한쌍의 지지부들 (33b) 에 걸쳐 길이 방향의 중앙부에 놓여있다. 본체부 (133a) 상에는, 도 12(A) 에 도시된 바와 같이, 정점 스테이지 (80) 의 중량 캔슬 디바이스 (81) 가 탑재되어 있다. 또한, 본체부 (133a) 에는, 베이스 프레임 (98) 의 레그부들 (98a) 이 통과하는 관통공들이 형성되어 있다.In addition, in the device
이제, 상기 설명된 한쌍의 가대들 (40) 은, 도 11 에 도시된 바와 같이, 일방이 본체부 (133a) 의 +X 측에, 타방이 본체부 (133a) 로부터 분리된 (이간된) -X 측에, 각각 배치되어 있고, 기판 스테이지 가대 (133) (또는 즉, 디바이스 본체 (130) (도 12(C) 참조)) 에 대하여 진동적으로 분리되고 있다. 따라서, Y 스텝 정반 (50) 을 Y 축 방향으로 구동할 때 발생하는 진동 및 반력이 디바이스 본체 (130) 에 전달되는 것을 억제할 수 있다.Now, the pair of
또한, 제 3 실시형태에 관한 기판 스테이지 디바이스 (PSTb) 에서는, 정점 스테이지 (80) 가 디바이스 본체 (130) 의 일부인 본체부 (133a) 상에 탑재되고, Y 스텝 정반 (50) 이 한쌍의 가대들 (40) 상에 탑재되어 있기 때문에, 기판 지지 부재 (60b) 의 Z 위치 (기판 지지 부재 (60b) 가 XY 평면에 평행으로 이동할 때의 이동 평면의 Z 위치) 와 정점 스테이지 (80) 의 Z 위치가 예를 들어 방진 장치 (34) 의 작용에 의해 변화할 수도 있다. 따라서, 본 제 3 실시형태에서, 기판 지지 부재 (60b) 는, 도 13(A) 에 도시된 바와 같이, X 지지 부재 (61b) 에 대하여 Z 축 방향으로 미소 이동가능한 유지 부재 (161b) 를 이용하여 (기판 (P) 을 Z 축 방향으로 구속하지 않도록) 기판 (P) 을 흡착 유지한다 (유지 부재 (161b) 는, 도 11 및 도 12(B) 에는 도시되지 않는다). 유지 부재 (161b) 는, X 축 방향으로 연장된 바 형상의 부재로 이루어지고, 그 상면에 도시되지 않은 흡착 패드들을 갖고 있다 (진공 흡인용의 배관은 도시되지 않는다). 유지 부재 (161b) 의 하면의 길이 방향의 양단부 근방에는, 각각 하방 (-Z 측) 으로 돌출된 핀 (162b) 이 부착되어 있다. 핀 (162b) 은, X 지지 부재 (61b) 의 상면에 형성된 오목부 내에 삽입되고, 그 오목부 내에 하우징된 압축 코일 스프링에 의해 하방으로부터 지지되어 있다. 이로써, 유지 부재 (161b) (즉 기판 (P)) 는, X 지지 부재 (61b) 에 대하여 Z 축 방향 (상하 방향) 으로 이동가능하다. 따라서, 상기 설명한 바와 같이 기판 지지 부재 (60b) 의 Z 위치와 정점 스테이지 (80) 의 Z 위치가 시프트하는 경우라도, 에어 부상 디바이스 (70) 의 Z 위치에 따라 기판 (P) 이 X 지지 부재 (61b) 에 대하여 Z 축 방향으로 이동 (상하동) 하기 때문에, 기판 (P) 에 대한 Z 축 방향의 부하가 억제된다. 부수적으로, 도 13(B) 에 도시된 기판 지지 부재 (60c) 에서와 같이, 복수의 평행 플레이트 스프링 디바이스들 (162c) 을 이용하여, 도시되지 않은 흡착 패드들을 갖는 유지 부재 (161c) 를 X 지지 부재 (61) 에 대하여 Z 축 방향으로 미소 이동가능한 구성을 또한 채용할 수 있다. 또한, 본 제 3 실시형태에서, 기판 지지 부재 (60b) (또는 60c) 를 상기 설명된 제 2 실시형태에서와 같이, Y 스텝 정반 (50) 에 대하여 Y 축 방향 및 θz 방향으로 미소 이동가능하게 구성할 수 있다.Moreover, in the board | substrate stage device PSTb which concerns on 3rd Embodiment, the
부수적으로, 상기 설명된 제 1 실시형태 내지 제 3 실시형태에서의 액정 노광 장치의 구성은 적절히 변경가능하다. 예를 들어, 상기 설명된 제 1 실시형태 및 제 2 실시형태에 관한 기판 지지 부재들 (60 및 160) 은, 기판 (P) 을 하방으로부터 흡착 유지하도록 구성되었지만, 이것 외에도, 예를 들어, 기판 (P) 의 단부를 Y 축 방향으로 (일방의 X 지지 부재 (61) 측으로부터 타방의 X 지지 부재 (61) 측으로) 가압하는 가압 디바이스에 의해 기판을 유지할 수 있다. 이 경우, 실질적으로 기판 (P) 의 전면에 노광 처리를 수행할 수 있다.Incidentally, the configuration of the liquid crystal exposure apparatus in the first to third embodiments described above can be appropriately changed. For example, the
또한, Y 스텝 정반들 (50, 150), 및 기판 지지 부재들 (60, 160, 60b, 60c) 을 직진 안내하는 일축 가이드는, 예를 들어, 석재, 세라믹스 등으로 제조된 가이드 부재, 및 복수의 기체 정압 베어링들 (static gas bearings) (에어 베어링들) 을 포함하는 비접촉식 일축 가이드일 수도 있다.In addition, the uniaxial guide which guides the
또한, Y 스텝 정반들 (50, 150) 및 기판 지지 부재들 (60, 160, 60b, 60c) 을 구동하는데 사용되는 구동 디바이스로서는, 볼 스크류와 회전 모터의 조합인 피드 스크류 디바이스, 벨트 (또는 로프) 와 회전 모터의 조합인 벨트 구동 디바이스 등일 수 있다.Further, as a drive device used to drive the
또한, 기판 지지 부재들 (60, 160, 60b 및 60c) 의 위치 정보는, 리니어 인코더 시스템을 이용하여 얻을 수 있다. 또한, 기판 지지 부재들 (60, 160, 60b, 60c) 이 갖는 한쌍의 X 지지 부재들 (61) (상기 설명된 제 3 실시형태에서는 61b) 각각의 위치 정보를 리니어 인코더 시스템을 이용하여 독립적으로 얻을 수 있고, 이 경우, 한쌍의 지지 부재들은 기계적으로 연결할 필요가 없다 (연결 부재 (62) 가 불필요하다).In addition, the positional information of the
또한, 정점 스테이지 (80) (도 4 참조) 에 있어서, 에어 척 디바이스 (88) 를 구동하는 Z 보이스 코일 모터 (95) 의 고정자 (95a) 는, 그 구동 반력이 디바이스 본체 (30) 에 대한 영향이 무시될 수 있을 정도로 작은 경우에는, 기판 스테이지 가대 (33) (상기 설명된 제 3 실시형태에서는 본체부 (133a)) 에 고정될 수 있다.Moreover, in the vertex stage 80 (refer FIG. 4), the
또한, 정점 스테이지 (80) 에 있어서, 에어 척 디바이스 (88) 를 X 축 방향으로 이동가능하게 구성할 수 있고, 스캔 노광 동작을 개시하기 전에, 진공 프리로드 에어 베어링 (90) 을 기판 (P) 의 이동 방향의 상류측 (예를 들어, 도 5(A) 에 도시된 바와 같이, 제 1 샷 영역 (S1) 의 노광 전에는, 노광 영역 (IA) 의 +X 측) 에 위치시킬 수 있고, 그 위치에서 미리 기판 (P) 상면의 면위치 조정을 수행한 후, 기판 (P) 이 주사 방향으로 이동하는 것에 수반하여, 에어 척 디바이스 (88) 를 기판 (P) (기판 지지 부재 (60)) 과 동기하여 이동시킬 수 있다 (에어 척 디바이스 (88) 는 노광 중에는 노광 영역 (IA) 의 바로 아래에서 정지될 것이다).Further, in the
또한, 상기 설명된 제 1 실시형태에서는, 스캔 노광 시에 있어서, 기판 (P) 의 Y 축 방향 및 θz 방향의 미소한 위치결정이 수행되지 않지만, 이 경우, 마스크 스테이지 (MST) 를 Y 축 방향 및 θz 방향으로 미소 구동가능하게 구성하여, 마스크 (M) 를 기판 (P) 에 추종시킴으로써 위치결정을 수행할 수 있다.Further, in the first embodiment described above, at the time of scanning exposure, minute positioning in the Y-axis direction and θz direction of the substrate P is not performed, but in this case, the mask stage MST is moved in the Y-axis direction. And micro-driving in the [theta] z direction, positioning can be performed by following the mask M to the board | substrate P. FIG.
또한, 카운터 매스를 제공하여, Y 스텝 정반 (50), 기판 지지 부재 (60) 등과 같은 가동 부재들을 리니어 모터를 이용하여 구동할 때 발생하는 구동 반력을 저감시킬 수 있다.In addition, a counter mass can be provided to reduce driving reaction force generated when driving movable members such as the Y
또한, 조명광은, ArF 엑시머 레이저광 (파장 193nm), 또는 KrF 엑시머 레이저광 (파장 248nm) 등의 자외광, 또는 F2 레이저광 (파장 157nm) 등의 진공 자외광일 수 있다. 또한, 조명광으로서는, 예를 들어, DFB 반도체 레이저 또는 파이버 레이저에 의해 방출되는 적외역 또는 가시역의 단일 파장 레이저광을, 예를 들어, 에르븀 (또는 에르븀과 이테르븀의 양방) 이 도핑된 파이버 증폭기로 증폭시키고, 그 파장을 비선형 광학 결정을 이용하여 자외광으로 변환함으로써 얻어지는 고주파를 또한 사용할 수 있다. 또한, 고체 레이저 (파장 : 355nm, 266nm) 등도 사용할 수 있다.The illumination light may be ultraviolet light such as ArF excimer laser light (wavelength 193 nm), KrF excimer laser light (wavelength 248 nm), or vacuum ultraviolet light such as F 2 laser light (wavelength 157 nm). Further, as illumination light, for example, infrared or visible single wavelength laser light emitted by a DFB semiconductor laser or a fiber laser is used, for example, with a fiber amplifier doped with erbium (or both of erbium and ytterbium). The high frequency obtained by amplifying and converting the wavelength into ultraviolet light using a nonlinear optical crystal can also be used. Solid lasers (wavelengths: 355 nm, 266 nm) and the like can also be used.
또한, 상기 설명된 실시형태들 각각에서는, 투영 광학계 (PL) 가, 복수의 투영 광학 유닛들을 구비한 멀티-렌즈 방식에 의한 투영 광학계인 경우에 대해서 설명하였지만, 투영 광학 유닛들의 수는 이것에 한정되지 않고, 1 개 이상의 투영 광학 유닛들이면 된다. 또한, 투영 광학계는, 멀티-렌즈 방식에 의한 투영 광학계에 한정되지 않고, 예를 들어, 오프너형 (Offner type) 의 대형 미러를 이용한 투영 광학계 등일 수도 있다.Further, in each of the above-described embodiments, the case where the projection optical system PL is a projection optical system by a multi-lens system having a plurality of projection optical units has been described, but the number of projection optical units is limited thereto. Rather, one or more projection optical units. In addition, the projection optical system is not limited to the projection optical system by a multi-lens system, but may be, for example, a projection optical system using an opener-type large mirror.
또한, 상기 설명된 각 실시형태의 경우에서는 투영 광학계 (PL) 로서, 투영 배율이 등배인 투영 광학계를 사용하는 경우에 대해 설명하였지만, 이것 외에도, 투영 광학계는 축소계나 확대계 중 어느 하나일 수 있다.In addition, in the case of each embodiment described above, the case where the projection optical system whose projection magnification is equal is used as projection optical system PL was demonstrated, In addition to this, a projection optical system can be either a reduction system or an enlargement system. .
부수적으로, 상기 실시형태들 각각에서는, 광투과성 마스크 기판 상에 소정의 차광 패턴 (또는 위상 패턴 또는 감광 패턴) 을 형성함으로써 얻어지는 광투과형 마스크를 사용한다. 그러나 이 마스크 대신에, 예를 들어, 미국 특허 제6,778,257호 명세서에 개시되어 있는 바와 같이, 노광될 패턴의 전자 데이터에 따라, 광투과 패턴 또는 반사 패턴, 또는 발광 패턴을 형성하는 전자 마스크 (가변 성형 마스크), 예를 들어, 비발광형 이미지 디스플레이 소자 (공간 광변조기라고도 불린다) 의 일종인 DMD (Digital Micromirror Device) 를 이용하는 가변 성형 마스크를 또한 사용할 수 있다.Incidentally, each of the above embodiments uses a light transmissive mask obtained by forming a predetermined light shielding pattern (or a phase pattern or a photosensitive pattern) on the light transmissive mask substrate. However, instead of this mask, for example, as disclosed in the specification of US Pat. No. 6,778,257, according to the electronic data of the pattern to be exposed, an electronic mask (variable molding) which forms a light transmission pattern or a reflection pattern, or a light emission pattern Mask), for example, a variable shaping mask using a DMD (Digital Micromirror Device), which is a kind of non-light emitting image display element (also called a spatial light modulator), can also be used.
부수적으로, 노광 장치를, 사이즈 (외경, 대각선, 및 한변의 적어도 하나를 포함한다) 가 500mm 이상인 기판, 예를 들어 액정 디스플레이 등의 플랫 패널 디스플레이 (FPD) 의 대형 기판을 노광하는 노광 장치에 적용하는 것이 특히 효과적이다.Incidentally, the exposure apparatus is applied to an exposure apparatus that exposes a substrate having a size (including at least one of an outer diameter, a diagonal line, and one side) of 500 mm or more, for example, a large substrate of a flat panel display (FPD) such as a liquid crystal display. It is especially effective.
또한, 노광 장치는, 스텝-앤드-리피트 방식의 노광 장치, 및 스텝-앤드-스티치 방식의 노광 장치에도 적용될 수 있다.The exposure apparatus can also be applied to an exposure apparatus of a step-and-repeat method and an exposure apparatus of a step-and-stitch method.
또한, 노광 장치의 용도로서는, 직사각형 유리 플레이트에 액정 디스플레이 소자 패턴을 전사하는 액정 디스플레이 소자들용 노광 장치에 한정되지 않고, 상기 실시형태들 각각은, 예를 들어 반도체들을 제조하기 위한 노광 장치, 및 박막 자기 헤드들, 마이크로머신들 및 DNA 칩들 등을 제조하기 위한 노광 장치들에도 널리 적용될 수 있다. 또한, 반도체 디바이스들 등의 마이크로디바이스들을 제조하기 위한 노광 장치 뿐만 아니라, 광노광 장치, EUV 노광 장치, X 선 노광 장치, 및 전자빔 노광 장치 등에서 사용되는 마스크 또는 레티클을 제조하기 위해, 유리 플레이트 또는 실리콘 웨이퍼에 회로 패턴을 전사하는 노광 장치에도 본 발명이 적용될 수 있다. 부수적으로, 노광 대상 물체는 유리 플레이트에 한정되지 않고, 예를 들어 웨이퍼, 세라믹 기판, 필름 부재, 또는 마스크블랭크와 같은 다른 물체일 수 있다. 또한, 노광 대상물이 플랫 패널 디스플레이용 기판인 경우, 그 기판의 두께는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 필름상 부재 (가소성을 갖는 시트상 부재) 도 포함된다.Further, the use of the exposure apparatus is not limited to the exposure apparatus for liquid crystal display elements that transfers the liquid crystal display element pattern to a rectangular glass plate, each of the above embodiments may be, for example, an exposure apparatus for manufacturing semiconductors, and It can be widely applied to exposure apparatuses for manufacturing thin film magnetic heads, micromachines, DNA chips and the like. In addition, not only an exposure apparatus for manufacturing microdevices such as semiconductor devices, but also a glass plate or silicon for manufacturing a mask or reticle used in a photoexposure apparatus, an EUV exposure apparatus, an X-ray exposure apparatus, an electron beam exposure apparatus, and the like. The present invention can also be applied to an exposure apparatus for transferring a circuit pattern to a wafer. Incidentally, the object to be exposed is not limited to the glass plate, but may be another object such as, for example, a wafer, a ceramic substrate, a film member, or a mask blank. In addition, when an exposure object is a board | substrate for flat panel displays, the thickness of the board | substrate is not specifically limited, For example, a film-like member (sheet-like member which has plasticity) is also included.
또한, 물체를 소정의 2 차원 평면을 따라 이동시키는 이동체 장치 (스테이지 디바이스) 는, 노광 장치에 한정되지 않고, 예를 들어 물체의 검사에 사용되는 물체 검사 장비와 같이, 물체에 소정의 처리를 수행하는 물체 처리 디바이스에도 적용될 수 있다.In addition, the movable apparatus (stage device) for moving an object along a predetermined two-dimensional plane is not limited to the exposure apparatus, and performs a predetermined process on the object, for example, an object inspection equipment used for inspecting the object. It can also be applied to the object processing device.
부수적으로, 노광 장치들 등과 지금까지 관련된 설명에서 인용되는 모든 미국 특허출원공개들 및 미국 특허들의 개시물들은 각각 여기에 참조로 포함된다.Incidentally, the disclosures of exposure apparatuses and the like, and all US patent application publications and US patents cited in the related description so far are each incorporated herein by reference.
- 디바이스 제조 방법Device manufacturing method
다음에, 상기 실시형태들 각각에 관한 노광 장치를 리소그래피 공정에서 사용하는 마이크로디바이스의 제조 방법에 대해 설명한다. 상기 설명된 실시형태의 노광 장치 (10) 에서는, 플레이트 (유리 기판) 상에 소정의 패턴 (회로 패턴, 전극 패턴) 을 형성함으로써, 마이크로디바이스로서의 액정 디스플레이를 얻을 수 있다.Next, a description will be given of a microdevice manufacturing method using the exposure apparatus according to each of the above embodiments in a lithography step. In the
- 패턴 형성 공정-Pattern forming process
먼저, 상기 설명된 실시형태들 각각에 관한 노광 장치를 이용하여, 패턴 이미지를 감광성 기판 (레지스트가 도포된 유리 기판 등) 에 형성하는, 소위 광 리소그래피 공정이 실행된다. 이 광 리소그래피 공정에 있어서, 감광성 기판 상에는 다수의 전극들 등을 포함하는 소정의 패턴이 형성된다. 그 후, 노광된 기판은, 현상 공정, 에칭 공정, 및 레지스트 박리 공정 등의 각 공정들을 거침으로써, 기판 상에 소정의 패턴을 형성한다.First, using an exposure apparatus according to each of the above-described embodiments, a so-called photolithography process is performed, in which a pattern image is formed on a photosensitive substrate (such as a glass substrate coated with a resist). In this optical lithography process, a predetermined pattern including a plurality of electrodes and the like is formed on the photosensitive substrate. Thereafter, the exposed substrate is subjected to respective processes such as a developing step, an etching step, and a resist stripping step to form a predetermined pattern on the substrate.
- 컬러 필터 형성 공정-Color filter forming process
다음에, R (Red), G (Green), 및 B (Blue) 에 대응하는 3 개의 도트들의 다수의 세트들이 매트릭스상으로 배열되는 컬러 필터, 또는 R, G, 및 B 의 3 개의 스트라이프들의 필터들의 복수의 세트들이 수평 주사선 방향으로 배열되는 컬러 필터를 형성한다.Next, a color filter in which multiple sets of three dots corresponding to R (Red), G (Green), and B (Blue) are arranged in a matrix, or a filter of three stripes of R, G, and B A plurality of sets of color lines form a color filter arranged in a horizontal scanning line direction.
- 셀 조립 공정Cell assembly process
다음에, 패턴 형성 공정에서 얻어진 소정의 패턴을 갖는 기판, 컬러 필터 형성 공정에서 얻어진 컬러 필터 등을 이용하여 액정 패널 (액정 셀) 을 조립한다. 예를 들어, 패턴 형성 공정에서 얻어진 소정의 패턴을 갖는 기판과 컬러 필터 형성 공정에서 얻어진 컬러 필터 사이에 액정을 주입함으로써, 액정 패널 (액정 셀) 을 제조한다.Next, the liquid crystal panel (liquid crystal cell) is assembled using the board | substrate which has a predetermined | prescribed pattern obtained at the pattern formation process, the color filter obtained at the color filter formation process, etc. For example, a liquid crystal panel (liquid crystal cell) is manufactured by inject | pouring a liquid crystal between the board | substrate which has a predetermined | prescribed pattern obtained at the pattern formation process, and the color filter obtained at the color filter formation process.
- 모듈 조립 공정Module assembly process
그 후, 조립된 액정 패널 (액정 셀) 의 디스플레이 동작이 수행되도록 하는 전기 회로, 및 백라이트 등의 각 부품들을 부착함으로써 액정 디스플레이 소자를 완성시켰다.Then, the liquid crystal display element was completed by attaching each component, such as an electric circuit and a backlight which allow the display operation of the assembled liquid crystal panel (liquid crystal cell) to be performed.
이 경우, 패턴 형성 공정에 있어서, 상기 설명된 실시형태들 각각에 관한 노광 장치를 이용하여 고스루풋 및 고정밀도로 기판의 노광이 수행되기 때문에, 결과적으로, 액정 디스플레이 소자들의 생산성을 향상시킬 수 있다.In this case, in the pattern formation process, since the exposure of the substrate is performed with high throughput and high accuracy using the exposure apparatus according to each of the embodiments described above, as a result, productivity of the liquid crystal display elements can be improved.
산업상 이용가능성Industrial availability
상기 설명한 바와 같이, 본 발명의 이동체 장치는, 물체를 소정의 2 차원 평면을 따라 구동하기에 적합하다. 또한, 본 발명의 물체 처리 디바이스는, 물체에 소정의 처리를 수행하기에 적합하다. 또한, 본 발명의 노광 장치는 물체 상에 소정의 패턴을 형성하기에 적합하다. 또한, 본 발명의 플랫 패널 디스플레이 제조 방법은 플랫 패널 디스플레이들을 제조하기에 적합하다. 또한, 본 발명의 디바이스 제조 방법은 마이크로디바이스들의 생산에 적합하다.As described above, the mobile device of the present invention is suitable for driving an object along a predetermined two-dimensional plane. In addition, the object processing device of the present invention is suitable for performing a predetermined process on an object. In addition, the exposure apparatus of the present invention is suitable for forming a predetermined pattern on an object. In addition, the flat panel display manufacturing method of the present invention is suitable for manufacturing flat panel displays. In addition, the device manufacturing method of the present invention is suitable for the production of microdevices.
Claims (41)
상기 제 1 이동체의 상기 제 1 방향의 이동가능 범위 내에서 상기 물체를 하방으로부터 지지하는 물체 지지 부재를 포함하고, 상기 제 1 이동체와 함께 상기 2 차원 평면 내에서 상기 제 1 방향에 직교하는 제 2 축에 평행한 제 2 방향으로 이동가능한 제 2 이동체를 포함하는, 이동체 장치.A first movable body for holding an end of the object disposed along a predetermined two-dimensional plane parallel to the horizontal plane and movable in predetermined strokes in at least a first direction within the two-dimensional plane; And
A second support member which supports the object from below within the movable range of the first direction of the first movable body and is orthogonal to the first direction in the two-dimensional plane together with the first movable body; And a second movable body movable in a second direction parallel to the axis.
상기 제 1 이동체는, 상기 제 2 이동체에 제공된 가이드 부재를 포함하는 일축 가이드 디바이스에 의해 상기 제 2 이동체 상에서 상기 제 1 방향으로 안내되고, 또한 상기 제 2 이동체에 대한 상기 제 2 방향으로의 상대 이동이 제한되는, 이동체 장치.The method of claim 1,
The first movable body is guided in the first direction on the second movable body by a uniaxial guide device including a guide member provided in the second movable body, and is moved relative to the second movable body in the second direction. This is a mobile device limited.
상기 제 1 이동체는, 상기 제 2 이동체에 제공된 고정자와 상기 제 1 이동체에 제공된 가동자를 포함하는 리니어 모터에 의해 상기 제 2 이동체 상에서 상기 제 1 방향으로 구동되는, 이동체 장치.3. The method according to claim 1 or 2,
And the first movable body is driven in the first direction on the second movable body by a linear motor including a stator provided on the second movable body and a mover provided on the first movable body.
상기 이동체 장치는, 상기 제 2 이동체 상에서 상기 제 1 방향으로 이동가능한 제 3 이동체를 더 포함하며,
상기 제 1 이동체는, 상기 제 3 이동체에 의해 유도됨으로써 상기 제 1 방향으로 이동하고, 상기 제 3 이동체에 대하여 상기 제 2 방향 및 상기 2 차원 평면에 직교하는 축 둘레의 방향 중 적어도 일방으로 미소 구동되는, 이동체 장치.The method of claim 1,
The movable apparatus further includes a third movable body movable on the second movable body in the first direction,
The first movable member is moved in the first direction by being guided by the third movable member, and is minutely driven in at least one of a direction around an axis perpendicular to the second direction and the two-dimensional plane with respect to the third movable body. Moving device.
상기 제 1 이동체는, 상기 제 2 이동체 상에 비접촉 상태로 탑재되는, 이동체 장치.5. The method of claim 4,
The first mobile body is mounted on the second mobile body in a non-contact state.
상기 물체 지지 부재는, 상기 물체를 비접촉식으로 지지하는, 이동체 장치.6. The method according to any one of claims 1 to 5,
The object supporting member supports the object in a non-contact manner.
상기 물체 지지 부재는, 상기 물체의 하면을 향하여 가압 기체를 분출함으로써 상기 물체를 비접촉식으로 지지하는, 이동체 장치.The method according to claim 6,
The object supporting member supports the object in a non-contact manner by blowing a pressurized gas toward the lower surface of the object.
상기 이동체 장치는, 상기 제 1 이동체가 갖는 반사면에 측장 빔을 조사하고 또한 그 반사광을 수광하며, 상기 반사광에 기초하여 상기 제 1 이동체의 위치 정보를 얻는 간섭계 시스템을 더 포함하며,
상기 2 차원 평면 내의 상기 제 1 이동체의 위치가 상기 간섭계 시스템의 출력에 기초하여 제어되는, 이동체 장치.The method according to any one of claims 1 to 7,
The mobile device further includes an interferometer system for irradiating a side beam to the reflective surface of the first mobile body and receiving the reflected light, and obtaining positional information of the first mobile body based on the reflected light,
A position of the first movable body in the two-dimensional plane is controlled based on an output of the interferometer system.
상기 물체의 면적보다 좁은 유지면을 갖는 유지 디바이스를 포함하고, 상기 물체 중 상기 유지면에 대향하는 부분에 상기 유지 디바이스를 이용하여 상기 물체를 하방으로부터 유지함으로써, 상기 2 차원 평면에 교차하는 방향의 위치를 조정하는 조정 디바이스를 더 포함하는, 이동체 장치.The method according to any one of claims 1 to 8,
A holding device having a holding surface narrower than an area of the object, and holding the object from below by using the holding device in a portion of the object opposite to the holding surface, thereby intersecting the two-dimensional plane. And a adjusting device for adjusting the position.
상기 유지 디바이스는, 상기 물체를 비접촉식으로 유지하는, 이동체 장치.The method of claim 9,
The holding device holds the object in a non-contact manner.
상기 조정 디바이스는, 상기 유지 디바이스로부터 상기 물체로 기체를 분출하고, 또한 상기 유지 디바이스와 상기 물체 사이의 기체를 흡인하여, 상기 물체에 중력 방향의 부하를 인가하여 상기 물체를 비접촉식으로 유지하는, 이동체 장치.11. The method of claim 10,
The adjusting device ejects gas from the holding device to the object, sucks gas between the holding device and the object, and applies a load in the direction of gravity to the object to hold the object in a non-contact manner. Device.
상기 조정 디바이스의 상기 2 차원 평면 내의 위치가 고정되어 있는, 이동체 장치.12. The method according to any one of claims 9 to 11,
A moving device, wherein the position in the two-dimensional plane of the adjusting device is fixed.
상기 조정 디바이스는, 제 1 베이스 부재 상에 탑재되고,
상기 제 2 이동체는, 상기 제 1 베이스 부재와는 진동적으로 분리되는 제 2 베이스 부재 상에서 상기 제 2 방향으로 이동하는, 이동체 장치.13. The method of claim 12,
The adjustment device is mounted on the first base member,
And the second movable body moves in the second direction on a second base member vibratingly separated from the first base member.
상기 제 1 이동체는, 상기 물체를 상기 소정의 2 차원 평면에 교차하는 방향으로 이동가능하게 유지하는, 이동체 장치.The method of claim 13,
And the first movable body keeps the object movable in a direction crossing the predetermined two-dimensional plane.
상기 물체 지지 부재는, 상기 제 1 방향에서의 상기 조정 디바이스의 일측 및 타측에서 상기 물체를 지지하는, 이동체 장치.15. The method according to any one of claims 12 to 14,
And the object supporting member supports the object on one side and the other side of the adjustment device in the first direction.
상기 조정 디바이스는, 상기 유지 디바이스의 중량을 캔슬하는 중량 캔슬 디바이스를 더 갖는, 이동체 장치.16. The method according to any one of claims 9 to 15,
And the adjusting device further has a weight canceling device for canceling the weight of the holding device.
상기 물체에 소정의 처리를 수행하기 위해, 상기 물체 중 상기 유지 디바이스에 의해 유지된 부분에 상기 유지 디바이스와는 반대의 측으로부터 소정의 동작을 실행하는 실행 디바이스를 포함하는, 물체 처리 디바이스.A mobile device according to any one of claims 9 to 16; And
And an execution device that executes a predetermined operation from a side opposite to the holding device, to a portion held by the holding device, of the object, to perform a predetermined processing on the object.
상기 실행 디바이스는, 에너지 빔을 이용하여 상기 물체 상에 소정의 패턴을 형성하는 장치인, 물체 처리 디바이스.The method of claim 17,
And the execution device is an apparatus for forming a predetermined pattern on the object using an energy beam.
에너지 빔으로 상기 물체를 노광하여 상기 물체 상에 소정의 패턴을 형성하는 패턴 형성 디바이스를 포함하는, 노광 장치.A mobile device according to any one of claims 1 to 16; And
And a pattern forming device for exposing the object with an energy beam to form a predetermined pattern on the object.
상기 물체는, 플랫 패널 디스플레이에 사용되는 기판인, 노광 장치.The method of claim 19,
The said object is a substrate used for a flat panel display.
노광된 상기 기판을 현상하는 단계를 포함하는, 플랫 패널 디스플레이 제조 방법.Exposing the substrate using the exposure apparatus of claim 20; And
Developing the exposed substrate.
노광된 상기 물체를 현상하는 단계를 포함하는, 디바이스 제조 방법.Exposing the object using the exposure apparatus according to claim 19; And
Developing the exposed object.
수평면에 평행한 소정의 2 차원 평면을 따라 배치된 상기 물체의 단부를 유지하고, 적어도 상기 2 차원 평면 내의 제 1 방향으로 소정의 스트로크들로 이동가능한 제 1 이동체;
상기 제 1 이동체의 상기 제 1 방향의 이동가능 범위 내에서 상기 물체를 하방으로부터 지지하는 물체 지지 부재를 포함하고, 상기 제 1 이동체와 함께 상기 2 차원 평면 내에서 상기 제 1 방향에 직교하는 제 2 방향으로 이동가능한 제 2 이동체; 및
상기 에너지 빔으로 상기 물체를 노광하는 노광계를 포함하는, 노광 장치.An exposure apparatus for exposing an object with an energy beam to form a pattern on the object,
A first movable body for holding an end of the object disposed along a predetermined two-dimensional plane parallel to a horizontal plane and movable in predetermined strokes in at least a first direction within the two-dimensional plane;
A second support member which supports the object from below within the movable range of the first direction of the first movable body and is orthogonal to the first direction in the two-dimensional plane together with the first movable body; A second movable body movable in a direction; And
And an exposure system for exposing the object with the energy beam.
상기 제 1 이동체는, 상기 제 2 이동체에 제공된 가이드 부재를 포함하는 일축 가이드 디바이스에 의해 상기 제 2 이동체 상에서 상기 제 1 방향으로 안내되고, 또한 상기 제 2 이동체에 대한 상기 제 2 방향으로의 상대 이동이 제한되는, 노광 장치.24. The method of claim 23,
The first movable body is guided in the first direction on the second movable body by a uniaxial guide device including a guide member provided in the second movable body, and is moved relative to the second movable body in the second direction. This is limited, exposure apparatus.
상기 제 1 이동체는, 상기 제 2 이동체에 제공된 고정자와 상기 제 1 이동체에 제공된 가동자를 포함하는 리니어 모터에 의해 상기 제 2 이동체 상에서 상기 제 1 방향으로 구동되는, 노광 장치.25. The method according to claim 23 or 24,
The first movable body is driven in the first direction on the second movable body by a linear motor including a stator provided on the second movable body and a mover provided on the first movable body.
상기 노광 장치는, 상기 제 2 이동체 상에서 상기 제 1 방향으로 이동가능한 제 3 이동체를 더 포함하며,
상기 제 1 이동체는, 상기 제 3 이동체에 의해 유도됨으로써 상기 제 1 방향으로 이동하고, 상기 제 3 이동체에 대하여 상기 제 2 방향 및 상기 2 차원 평면에 직교하는 축 둘레의 방향 중 적어도 일방으로 미소 구동되는, 노광 장치.24. The method of claim 23,
The exposure apparatus further includes a third movable body movable in the first direction on the second movable body,
The first movable member is moved in the first direction by being guided by the third movable member, and is minutely driven in at least one of a direction around an axis perpendicular to the second direction and the two-dimensional plane with respect to the third movable body. Exposure apparatus.
상기 제 1 이동체는, 상기 제 2 이동체 상에 비접촉 상태로 탑재되는, 노광 장치.The method of claim 26,
The first movable body is mounted on the second movable body in a non-contact state.
상기 물체 지지 부재는, 상기 물체를 비접촉식으로 지지하는, 노광 장치.28. The method according to any one of claims 23 to 27,
The object supporting member is an exposure apparatus that supports the object in a non-contact manner.
상기 물체 지지 부재는, 상기 물체의 하면을 향하여 가압 기체를 분출함으로써 상기 물체를 비접촉식으로 지지하는, 노광 장치.29. The method of claim 28,
The object supporting member is configured to support the object in a non-contact manner by blowing a pressurized gas toward the lower surface of the object.
상기 노광 장치는, 상기 제 1 이동체의 위치 정보를 계측하는 계측 디바이스를 더 포함하며,
상기 2 차원 평면 내의 상기 제 1 이동체의 위치가 상기 계측 디바이스의 계측 정보에 기초하여 제어되는, 노광 장치.The method according to any one of claims 23 to 29,
The exposure apparatus further includes a measurement device for measuring position information of the first movable body,
An exposure apparatus wherein the position of the first movable body in the two-dimensional plane is controlled based on the measurement information of the measurement device.
상기 물체의 면적보다 좁은 유지면을 갖는 유지 디바이스를 포함하고, 상기 물체 중 상기 유지면에 대향하는 부분에 상기 유지 디바이스를 이용하여 상기 물체를 하방으로부터 유지함으로써, 상기 2 차원 평면에 교차하는 방향의 위치를 조정하는 조정 디바이스를 더 포함하는, 노광 장치.The method according to any one of claims 23 to 30,
A holding device having a holding surface narrower than an area of the object, and holding the object from below by using the holding device in a portion of the object opposite to the holding surface, thereby intersecting the two-dimensional plane. An exposure apparatus, further comprising an adjustment device for adjusting the position.
상기 유지 디바이스는, 상기 물체를 비접촉식으로 유지하는, 노광 장치.The method of claim 31, wherein
The holding device is configured to hold the object in a non-contact manner.
상기 조정 디바이스는, 상기 유지 디바이스로부터 분출되는 가압 기체에 의해 상기 유지 디바이스와 상기 물체 사이에 발생하는 정압과, 진공 흡인에 의해 상기 유지 디바이스와 상기 물체 사이에 발생하는 부압 간의 밸런스에 의해 상기 물체를 비접촉식으로 유지하는, 노광 장치.33. The method of claim 32,
The adjusting device is configured to adjust the object by a balance between the positive pressure generated between the holding device and the object by the pressurized gas ejected from the holding device, and the negative pressure generated between the holding device and the object by vacuum suction. An exposure apparatus to hold in a non-contact manner.
상기 조정 디바이스의 상기 2 차원 평면 내의 위치가 고정되어 있는, 노광 장치.34. The method according to any one of claims 31 to 33,
The exposure apparatus of which the position in the two-dimensional plane of the adjustment device is fixed.
상기 조정 디바이스는, 제 1 베이스 부재 상에 탑재되고,
상기 제 2 이동체는, 상기 제 1 베이스 부재와는 진동적으로 분리되는 제 2 베이스 부재 상에서 상기 제 2 방향으로 이동하는, 노광 장치.35. The method of claim 34,
The adjustment device is mounted on the first base member,
The said 2nd movable body moves in a said 2nd direction on the 2nd base member vibrally separated from the said 1st base member.
상기 제 1 이동체는, 상기 물체를 상기 소정의 2 차원 평면에 교차하는 방향으로 이동가능하게 유지하는, 노광 장치.36. The method of claim 35,
And the first moving body keeps the object movable in a direction crossing the predetermined two-dimensional plane.
상기 물체 지지 부재는, 상기 제 1 방향에서의 상기 조정 디바이스의 일측 및 타측에서 상기 물체를 지지하는, 노광 장치.37. The method according to any one of claims 34 to 36,
The object supporting member supports the object on one side and the other side of the adjustment device in the first direction.
상기 조정 디바이스는, 상기 유지 디바이스의 중량을 캔슬하는 중량 캔슬 디바이스를 더 갖는, 노광 장치.37. The method according to any one of claims 31 to 37,
The adjusting device further includes a weight canceling device that cancels the weight of the holding device.
상기 물체는, 플랫 패널 디스플레이에 사용되는 기판인, 노광 장치.The method according to any one of claims 23 to 38,
The said object is a substrate used for a flat panel display.
노광된 상기 기판을 현상하는 단계를 포함하는, 플랫 패널 디스플레이 제조 방법.Exposing the substrate using the exposure apparatus of claim 39; And
Developing the exposed substrate.
노광된 상기 물체를 현상하는 단계를 포함하는, 디바이스 제조 방법.Exposing the object using the exposure apparatus according to any one of claims 23 to 39; And
Developing the exposed object.
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